Stan splątany
Stan splątany to zjawisko kwantowe, w którym dwa lub więcej układów kwantowych są silnie skorelowane. Jego kluczową cechą jest to, że stan całego układu jest lepiej określony niż stan jego poszczególnych części. Splątanie może dotyczyć zarówno pojedynczych cząstek, jak i większych układów, a także układów istniejących w różnych momentach czasowych.
Wyróżniamy różne typy splątania, w tym hipersplątanie, które obejmuje więcej niż jeden stopień swobody. Wartością charakterystyczną splątania jest jego monogamia: jeśli dwa układy są maksymalnie splątane, nie mogą być splątane z innymi. Istnienie splątania jest uzależnione od wybranego podziału stanu na składowe.
Sterowalność
Splątanie jest ściśle powiązane z pojęciem sterowalności. Na przykład, jeśli skrętność cząstki A jest splątana ze skrętnością cząstki B, pomiar A wpływa na stan B. Jeśli wyniki pomiarów można wyjaśnić teorią zmiennych ukrytych, układ jest uznawany za niesterowalny. W przeciwnym razie, gdy wyniki dotyczące jednej cząstki są wytłumaczalne tylko przez nielokalność, stwierdzamy, że miało miejsce sterowanie jednostronne.
Paradoks EPR
Stan splątany prowadzi do paradoksu EPR, który sugeruje, że pomiar stanu jednej cząstki natychmiastowo wpływa na stan drugiej, nawet gdy są one oddalone. Einstein, Podolski i Rosen argumentowali, że to zjawisko narusza teorię względności, nazywając je „upiornym działaniem na odległość”.
Eksperymenty wykazały, że splątane fotony mogą być skorelowane na dużych odległościach, bez możliwości przesyłania informacji szybciej niż światło. Zjawisko splątania nie wymaga istnienia „absolutnego czasu”, co jest sprzeczne z teorią względności. Splątanie może występować również pomiędzy cząstkami oddalonymi w czasie.
Teoria zmiennych ukrytych
Einstein postulował istnienie teorii zmiennych ukrytych, które miałyby tłumaczyć splątanie. Okazało się jednak, że takie teorie nie mogą wyjaśnić obserwowanych korelacji, co potwierdza twierdzenie Bella. To twierdzenie jest sprzeczne z lokalnym realizmem, który zakłada, że cząstki oddziałują tylko z najbliższym otoczeniem.
Historia
Pojęcie splątania wprowadził Erwin Schrödinger w 1935 roku. Odkrycia w tej dziedzinie miały kluczowe znaczenie w informatyce kwantowej, zwłaszcza w kryptografii i teleportacji kwantowej. W latach 90. XX wieku potwierdzono istnienie splątania fotonów na odległość do 144 km. W 2011 roku zaobserwowano splątanie 10 miliardów atomów, a w 2012 roku splątano 8 fotonów. W 2013 roku zasugerowano, że splątanie może być wynikiem mostu Einsteina-Rosena.
