Tanyakan Ethan: Apakah mungkin menggunakan keterikatan kuantum untuk mengirim pesan lebih cepat dari cahaya?

IKAROS Konsep Sail Surya Jepang di Sistem Bintang Jarak Jauh

Kita telah membahas proyek Yuri Milner dan Stephen Hawking, Breakthrough Starshot , untuk mengirim pesawat ruang angkasa ke tata surya lain di galaksi kita. Dan meskipun sejumlah besar laser dapat, pada prinsipnya, mengirim kapal cahaya ukuran microchip ke bintang lain dengan kecepatan 20% dari kecepatan cahaya, tidak jelas bagaimana perangkat ini, yang kehilangan sumber energi, akan mengirimkan pesan kepada kami melalui ruang yang luas. Olivier Manuel percaya bahwa dia menemukan jalan keluar:

Ini adalah asumsi yang berani, tetapi apakah mungkin untuk menggunakan keterikatan kuantum untuk mengirimkan pesan?

Perlu mempertimbangkan kesempatan seperti itu. Mari kita lihat ide ini.



Bayangkan Anda memiliki dua koin, yang masing-masing dapat ditarik dengan kepala atau ekor. Yang satu bersamamu, yang lain bersamaku, dan kami sangat berjauhan. Kami melemparkannya, menangkapnya, dan meletakkannya di atas meja. Ketika kita melihat koin, kita berharap bahwa masing-masing dari kita memiliki kesempatan 50/50 untuk membuka elang dan 50/50 ke ekor. Di alam semesta yang biasa dan tidak terurai, hasil kami dengan Anda tidak akan saling bergantung. Jika Anda mendapatkan elang, saya masih memiliki peluang 50/50 untuk mendapatkan elang atau ekor. Tetapi dalam keadaan khusus, hasilnya bisa membingungkan, yaitu, ketika Anda mendapatkan elang, Anda dapat 100% yakin bahwa saya memiliki ekor - bahkan sebelum saya memberi tahu Anda. Anda akan mengetahui ini secara instan, bahkan jika ada tahun-tahun cahaya di antara kami.


Uji bel mekanika kuantum untuk partikel dengan putaran setengah bilangan bulat

Dalam fisika kuantum, bukanlah koin yang membingungkan, tetapi partikel individual, elektron atau foton, dan kemudian, misalnya, masing-masing foton memiliki putaran +1 atau -1. Jika Anda mengukur putaran salah satunya, Anda dapat langsung mengenali putaran yang lain, meskipun itu terpisah setengah jagad. Sampai Anda mengukur putaran partikel-partikel ini, mereka akan ada dalam keadaan tak terbatas; tetapi ketika Anda mengukur satu, Anda akan segera mengenali yang kedua. Di Bumi, kami melakukan percobaan di mana dua foton terjerat dipisahkan oleh banyak kilometer, dan kami mengukur putarannya dengan interval kurang dari beberapa nanodetik. Kami menemukan bahwa jika salah satu dari mereka menjadi +1, kami tahu bahwa yang lainnya -1 -1 kali lebih cepat daripada kecepatan cahaya yang memungkinkan kami mengirimkan informasi ini.



Mari kita kembali ke pertanyaan Olivier: bisakah kebingungan ini digunakan untuk mengirimkan pesan dari sistem bintang jauh ke kita? Pada prinsipnya, ya, jika pengukuran yang dilakukan pada titik terpencil diambil sebagai salah satu bentuk komunikasi. Tetapi berbicara tentang pesan, kemungkinan besar Anda bermaksud ingin tahu sesuatu tentang titik jauh. Anda dapat, misalnya, menyimpan partikel dalam keadaan tidak terbatas, mengirimkannya ke bintang yang jauh, dan mengatur tugas untuk menemukan planet berbatu di zona layak huni. Jika sistem menemukan planet, maka pengukuran memaksa partikel untuk menerima keadaan +1, dan jika tidak menemukannya, pengukuran memberikan partikel keadaan -1.



Oleh karena itu, tampaknya partikel di Bumi, ketika Anda mengukurnya, akan berada dalam keadaan -1, yang berarti bahwa pesawat ruang angkasa menemukan planet berbatu di zona yang dihuni, atau dalam status +1, yang berarti bahwa tidak ada planet di sana. . Jika Anda tahu bahwa suatu pengukuran telah terjadi, Anda harus dapat mengambil pengukuran Anda dan segera mengetahui keadaan partikel itu, yang mungkin berjarak beberapa tahun cahaya dari Anda.


Pola gelombang selama perjalanan elektron melalui dua slot. Jika kita mengukur celah spesifik yang dilewati elektron, gambar gangguan kuantum dilanggar.

Sebuah rencana yang brilian, tetapi memiliki masalah: keterjeratan hanya berfungsi jika Anda bertanya pada partikel: "di negara bagian mana Anda?". Jika Anda memaksa partikel terjerat untuk menerima keadaan, Anda akan melanggar belitan, dan pengukuran di Bumi tidak akan bergantung pada pengukuran bintang yang jauh. Jika Anda hanya mengukur keadaan partikel jauh, apakah itu +1 atau -1, maka pengukuran Anda di Bumi akan memberi Anda, masing-masing, -1 atau +1, dan Anda akan mengetahui keadaan bintang jauh. Tetapi jika Anda memaksa partikel jarak jauh untuk menerima keadaan +1 atau -1, itu berarti, terlepas dari hasilnya, bahwa partikel Anda di Bumi akan dalam keadaan +1 atau -1 dengan peluang 50/50.


Eksperimen Penghapusan Kuantum

Ini adalah salah satu sifat fisika kuantum yang paling tidak jelas: keterjeratan dapat digunakan untuk memperoleh informasi tentang komponen suatu sistem ketika Anda mengetahui keadaan penuh, dan Anda mengukur keadaan komponen lain, tetapi tidak untuk membuat dan mengirimkan informasi dari satu bagian dari sistem yang terjerat ke yang lain. Ide yang rumit, Olivier, tetapi tidak ada komunikasi dengan kecepatan lebih cepat dari cahaya.


Efek dari teleportasi kuantum dikacaukan dengan perjalanan lebih cepat dari cahaya. Faktanya, informasi tidak ditransmisikan lebih cepat daripada cahaya

Keterikatan kuantum adalah properti yang luar biasa, dan dapat digunakan untuk tujuan yang berbeda, misalnya, dalam sistem kunci / kunci yang ideal. Tetapi apakah komunikasi lebih cepat dari cahaya? Untuk memahami mengapa ini tidak mungkin, Anda perlu memahami properti kunci fisika kuantum: memaksa bagian dari sistem yang terjerat untuk transisi ke keadaan tertentu tidak memungkinkan Anda untuk mendapatkan informasi tentang keadaan ini dengan mengukur bagian yang tersisa. Seperti yang dikatakan oleh Niels Bohr:

Jika mekanika kuantum belum mengejutkan Anda, Anda belum memahaminya.

Alam Semesta terus-menerus bermain dadu dengan kami, sangat mengecewakan Einstein. Tetapi alam bahkan mengecewakan upaya terbaik kita untuk menipu dalam game ini. Andai saja semua hakim dengan arbiter seketat hukum fisika kuantum!