Квантовая запутанность возможна между более чем двумя частицами

Многосторонняя квантовая связь и даже «квантовый Интернет» начинают приобретать реальные очертания. Физики из Университета Ватерлоо (Канада) под руководством Криса Эрвена (Chris Erven) впервые продемонстрировали квантовую нелокальность для более чем двух квантово запутанных фотонов.

Нелокальность описывает моментальную «реакцию» запутанных частиц на изменения в состоянии другой запутанной частицы из пары даже тогда, когда их разделяет немалое расстояние.

Ранее уже было показано, что такие изменения происходят одномоментно — даже быстрее, чем информация от одной частицы могла бы попасть к другой, распространяйся она со скоростью света («пугающее действие на расстоянии», говоря словами Эйнштейна).

Новый эксперимент продемонстрировал нелокальность сразу для трёх частиц (фотонов) — нечто гораздо более сложное, чем взаимодействие пары фотонов.

Сначала первый фотон из тройки («Алиса») был передан на 580 м по оптическому кабелю, а два других — отправлены на 85 м вверх, к крыше, где их послали при помощи активного оптического оборудования телескопов к двум трейлерам, отстоящим от первого фотона и друг от друга примерно на 700 м. Так «Боб» и «Чарли» (вторая и третья частицы) оказались в разных местах посредством разных механизмов. И в теории никак не могли передать информацию о своём состоянии друг другу какими бы то ни было неквантовыми механизмами.

Четвёртая сторона эксперимента (условное имя — «Рэнди»), находившаяся ещё в одном трейлере, случайным образом выбрала те измерения, которые «Алиса» должна была сделать в отношении фотонов в лаборатории. После чего практически одномоментно — во временном окне длиной в три наносекунды — были проведены измерения, что окончательно исключило классические каналы передачи информации между частицами.

Итак, опытным путём убедительно показано существование квантовой запутанности между тремя частицами — давно обсуждавшейся, но до сих пор не реализованной схемы, которая указывает на возможность многосторонней одновременной квантовой связи и квантового распространения криптографических ключей.

По сути, корреляция этих трёх фотонов может стать основой для многостороннего общения такого рода, в принципе не перехватываемого известными средствами, — качество просто бесценное для целого ряда военных и гражданских систем связи, а равно и шифрования массивов информации, столь уязвимой в наши дни Большого Брата 2.0.