Čo je kvantové zapletenie?
Kvantové zapletenie (angl. quantum entanglement) je jav, pri ktorom sú dve alebo viac častíc vzájomne prepojené takým spôsobom, že zmena stavu jednej z nich okamžite ovplyvní stav druhej, bez ohľadu na vzdialenosť medzi nimi. Tento fenomén sa odlišuje od klasickej fyziky, kde sa informácia šíri maximálne rýchlosťou svetla.
Ako funguje zapletenie?
Predstavme si dva elektróny, ktoré vzniknú súčasne vo vzájomne prepojenom stave. Pokiaľ zmeriame spin jedného elektrónu, okamžite poznáme spin druhého, aj keď sa nachádza na opačnom konci vesmíru. Tento stav je možné matematicky popísať ako:
\[|\psi\rangle = \frac{1}{2^{1/2}} (|0\rangle_A |1\rangle_B + |1\rangle_A |0\rangle_B)\]
kde \( |0\rangle \) a \( |1\rangle \) predstavujú možné stavy častíc.
Využitie kvantového zapletenia
- Kvantová komunikácia – Zapletené častice umožňujú bezpečný prenos informácií, napríklad v podobe kvantovej kryptografie (protokol BB84).
- Kvantové počítače – Kvantové bity (qubity) využívajú zapletenie na zrýchlenie výpočtov.
- Základný fyzikálny výskum – Testovanie fundamentálnych vlastností vesmíru, napríklad Bellove nerovnosti.
Experimentálne potvrdenie
Prvé experimenty s kvantovým zapletením vykonali fyzici ako Alain Aspect v 80. rokoch 20. storočia. V roku 2022 bola za výskum kvantového zapletenia udelená Nobelova cena.
Záver
Kvantové zapletenie je kľúčovým konceptom modernej fyziky, ktorý otvára nové možnosti v oblasti výpočtovej techniky, komunikácie a základného výskumu. Hoci sa môže zdať kontraintuitívne, je experimentálne potvrdené a má reálne aplikácie.
Chcete sa dozvedieť viac? Sledujte náš blog o kvantovej fyzike!