एथन से पूछें: क्या प्रकाश से अधिक तेजी से संदेश भेजने के लिए क्वांटम उलझाव का उपयोग करना संभव है?

रिमोट स्टार सिस्टम में IKAROS जापानी सौर सेल संकल्पना

हमने अपनी आकाशगंगा में स्थित एक अन्य सौर मंडल में एक अंतरिक्ष यान भेजने के लिए यूरी मिलनर और स्टीफन हॉकिंग, ब्रेकथ्रू स्टारशॉट की परियोजना पर पहले ही चर्चा की है। और यद्यपि लेज़रों का एक विशाल सरणी, सिद्धांत रूप में, प्रकाश जहाजों को 20% प्रकाश की गति से दूसरे स्टार में एक माइक्रोचिप का आकार भेज सकता है, यह स्पष्ट नहीं है कि ऊर्जा स्रोतों से वंचित ये उपकरण, विशाल रिक्त स्थानों के माध्यम से हमें संदेश कैसे भेजेंगे। ओलिवियर मैनुअल का मानना ​​है कि उन्हें एक रास्ता मिल गया:

यह एक साहसिक धारणा है, लेकिन क्या संदेशों को प्रसारित करने के लिए क्वांटम उलझाव का उपयोग करना संभव है?

यह ऐसे अवसर पर विचार करने के लायक है। आइए इस विचार पर एक नज़र डालें।



कल्पना करें कि आपके पास दो सिक्के हैं, जिनमें से प्रत्येक को सिर या पूंछ द्वारा खींचा जा सकता है। एक तुम्हारे साथ है, दूसरा मेरे साथ है, और हम बहुत दूर हैं। हम उन्हें टॉस करते हैं, उन्हें पकड़ते हैं, और उन्हें मेज पर रख देते हैं। जब हम सिक्के को देखते हैं, तो हम उम्मीद करते हैं कि हममें से प्रत्येक के पास ईगल खोलने का 50/50 और पूंछों के लिए 50/50 का मौका है। सामान्य, अछूते यूनिवर्स में, आपके साथ हमारे परिणाम एक-दूसरे पर निर्भर नहीं होंगे। यदि आपको एक ईगल मिलता है, तो मेरे पास अभी भी एक ईगल या पूंछ प्राप्त करने का 50/50 मौका है। लेकिन विशेष परिस्थितियों में, परिणाम भ्रामक हो सकते हैं, अर्थात्, जब आप एक ईगल ड्रॉप करते हैं, तो आप 100% सुनिश्चित हो सकते हैं कि मेरे पास पूंछ है - इससे पहले कि मैं आपको बता दूं। आपको यह तुरंत पता चल जाएगा, भले ही हमारे बीच प्रकाश वर्ष हों।


आधे-पूर्णांक स्पिन वाले कणों के लिए बेल क्वांटम-मैकेनिकल परीक्षण

क्वांटम भौतिकी में, यह सिक्के नहीं हैं जो भ्रमित हो जाते हैं, लेकिन व्यक्तिगत कण, इलेक्ट्रॉनों या फोटोन और फिर, उदाहरण के लिए, प्रत्येक फोटॉन में +1 या -1 का एक स्पिन होता है। यदि आप उनमें से एक के स्पिन को मापते हैं, तो आप तुरंत दूसरे के स्पिन को पहचान सकते हैं, भले ही वह आधा ब्रह्मांड अलग हो। जब तक आप इन कणों के स्पिन को मापते हैं, तब तक वे अनिश्चित स्थिति में मौजूद रहेंगे; लेकिन जब आप एक को मापेंगे, तो आप तुरंत दूसरे को पहचान लेंगे। पृथ्वी पर, हमने एक प्रयोग किया जहां दो उलझे हुए फोटॉन को कई किलोमीटर तक अलग किया गया, और हमने कुछ छोटे नैनोसेकंड से कम के अंतराल के साथ उनके स्पिन को मापा। हमने पाया कि अगर उनमें से एक +1 हुआ, तो हम जानते थे कि दूसरा -1 -1 गुना गुना तेज़ है, प्रकाश की गति से हम इस जानकारी को प्रसारित कर सकेंगे।



आइए हम ओलिवियर के सवाल पर लौटते हैं: क्या इस भ्रम का उपयोग रिमोट स्टार सिस्टम से संदेशों को हमारे यहां भेजने के लिए किया जा सकता है? सिद्धांत रूप में, हां, यदि दूरस्थ बिंदु पर लिया गया माप संचार के रूपों में से एक के रूप में लिया जाता है। लेकिन संदेशों की बात करते हुए, आप सबसे अधिक संभावना है कि आप दूरस्थ बिंदु के बारे में कुछ जानना चाहते हैं। उदाहरण के लिए, आप एक कण को ​​अनिश्चित स्थिति में रख सकते हैं, उसे दूर के तारे में भेज सकते हैं, और रहने योग्य क्षेत्र में एक चट्टानी ग्रह खोजने का कार्य निर्धारित कर सकते हैं। यदि सिस्टम ग्रह को खोजता है, तो माप कण को ​​राज्य +1 स्वीकार करने के लिए मजबूर करता है, और यदि यह नहीं मिलता है, तो माप कण को ​​राज्य -1 देता है।



इसलिए, ऐसा लगता है कि पृथ्वी पर कण, जब आप इसे मापते हैं, या तो -1 अवस्था में होगा, जिसका अर्थ होगा कि अंतरिक्ष यान को एक चट्टानी क्षेत्र में बसे हुए क्षेत्र में या +1 स्थिति में पाया गया, जिसका अर्थ है कि कोई ग्रह नहीं है । यदि आप जानते हैं कि एक माप हुआ है, तो आपको अपना माप लेने में सक्षम होना चाहिए और तुरंत उस कण की स्थिति का पता लगाना चाहिए, जो संभवतः आपसे कई प्रकाश वर्ष दूर है।


दो स्लॉट के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के पारित होने के दौरान वेव पैटर्न। यदि हम मापते हैं कि इलेक्ट्रॉन किस विशिष्ट अंतर से गुजरते हैं, तो क्वांटम हस्तक्षेप की तस्वीर का उल्लंघन होता है।

एक शानदार योजना, लेकिन इसमें एक समस्या है: यदि आप कण पूछते हैं तो केवल उलझाव काम करता है: "आप किस राज्य में हैं?" यदि आप एक उलझी हुई कण को ​​एक राज्य को स्वीकार करने के लिए मजबूर करते हैं, तो आप उलझाव का उल्लंघन करेंगे, और पृथ्वी पर माप एक दूर के तारे के माप पर निर्भर नहीं करेगा। यदि आप बस एक दूर के कण की स्थिति को मापते हैं, चाहे वह +1 हो या -1 हो, तो पृथ्वी पर आपका माप आपको क्रमशः -1 या +1 देगा, और आपको दूर के तारे की स्थिति का पता चल जाएगा। लेकिन अगर आप किसी दूरस्थ कण को ​​+1 या -1 की स्थिति को स्वीकार करने के लिए बाध्य करते हैं, तो इसका अर्थ होगा, परिणाम की परवाह किए बिना, कि पृथ्वी पर आपका कण 50/50 अवसरों के साथ +1 या -1 की स्थिति में होगा।


क्वांटम एरासिंग प्रयोग

यह क्वांटम भौतिकी के सबसे अस्पष्ट गुणों में से एक है: एक राज्य के घटक के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए उलझाव का उपयोग किया जा सकता है जब आप पूर्ण स्थिति को जानते हैं, और आप किसी अन्य घटक की स्थिति को मापते हैं, लेकिन एक उलझी हुई प्रणाली के एक हिस्से से दूसरे में जानकारी बनाने और संचारित करने के लिए नहीं। एक मुश्किल विचार, ओलिवियर, लेकिन प्रकाश से तेज गति पर कोई संचार नहीं है।


क्वांटम टेलीपोर्टेशन का प्रभाव प्रकाश की तुलना में तेजी से यात्रा करने में उलझन में है। वास्तव में, सूचना प्रकाश से अधिक तेजी से प्रसारित नहीं होती है

क्वांटम उलझाव एक अद्भुत संपत्ति है, और इसका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक आदर्श लॉक / कुंजी सिस्टम में। लेकिन क्या संचार प्रकाश से तेज हैं? यह समझना असंभव है कि यह असंभव क्यों है, आपको क्वांटम भौतिकी की प्रमुख संपत्ति को समझने की आवश्यकता है: एक निश्चित राज्य में संक्रमण के लिए एक उलझी हुई प्रणाली के एक हिस्से को मजबूर करना आपको इसके शेष भाग को मापकर इस राज्य के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति नहीं देता है। जैसा कि नील्स बोहर का प्रसिद्ध कथन कहता है:

यदि क्वांटम यांत्रिकी आपको अभी तक झटका नहीं दिया है, तो आप इसे अभी तक समझ नहीं पाएंगे।

यूनिवर्स लगातार हमारे साथ पासा खेलता है, आइंस्टीन के महान तीर्थ के लिए बहुत कुछ। लेकिन प्रकृति भी इस खेल में धोखा देने की हमारी पूरी कोशिश करती है। यदि मध्यस्थों के साथ केवल सभी न्यायाधीश क्वांटम भौतिकी के नियमों के समान सख्त थे!