Квантовая запутанность механических объектов

[valeriy]

Продемонстрирован эффект квантовой "спутанности" механических состояний микрообъектов.

В предлагаемой заметке читаем:

Схема поставленного эксперимента позволяла создать две пары колеблющихся "в унисон" микрообъектов (пары состояли из одного иона марганца и одного - бериллия). Характерный размер каждой пары составлял 4 мкм (4 тыс. нм), а расстояние между ними – 240 мкм.

и далее

Несмотря на значительное расстояние и отсутствие физического агента какого бы то ни было известного науке типа, посредством которого могла осуществляться синхронизация, она имела место – оба осциллятора осуществляли колебания в унисон.

При этом, хотя оба колеблющихся микрообъекта являются материальными, а совершаемые ими движения – механическими, какая бы то ни было среда, посредством которой могла бы поддерживаться резонанс в обеих системах, отсутствует. А сам резонанс – присутствует.

Отсутствие физического агента, по сути, означает вакуум, физический вакуум. Расстояние 240 мкм - это большое расстояние по сравнению с размерами микрообъектов (4 мкм).

Если эксперимент показывает приведение в унисон колебаний двух разнесенных микрообъектов, то можно полагать, что роль переносчика играет физический вакуум. Вакуум не так прост, как может показаться с первого взгляда, типа - пустота, она и есть пустота.
На самом же деле:

Согласно квантовой теории поля, физический вакуум представляет собой не абсолютную пустоту. В нём постоянно рождаются и исчезают па́ры виртуальных частиц и античастиц — происходят постоянные колебания (флуктуации) связанных с этими частицами полей. В частности, происходят колебания связанного с фотонами электромагнитного поля. В вакууме рождаются и исчезают виртуальные фотоны, соответствующие всем длинам волн электромагнитного спектра. Однако в пространстве между близко расположенными зеркальными поверхностями ситуация меняется. На определённых резонансных длинах (целое или полуцелое число раз укладывающихся между поверхностями), электромагнитные волны усиливаются. На всех остальных же длинах, которых больше, напротив, подавляются (то есть, подавляется рождение соответствующих виртуальных фотонов).

(выдержка об эффекте Казимира взята из http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%9A%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%B0). Таким образом поляризация вакуума может обеспечить приведение в унисон механических колебаний двух упомянутых микрообъектов.

[Quangel]

Отсутствие физического агента, по сути, означает вакуум, физический вакуум. Расстояние 240 мкм - это большое расстояние по сравнению с размерами микрообъектов (4 мкм).

Ох уж эти локальные реалисты,что только не придумают,чтоб КП не признавать... То вакуумы,то эфиры... В статье явно был указан нелокально-квантовый храктер взаимодействия:

Сначала учёные обеспечили квантовую связанность внутренних энергетических состояний атомов бериллия, после чего использовали её для возбуждения "обычных" механических колебаний каждой из пар ионов.

По всей видимости без предварительного обеспечения квантовой связанности никакие вакумы не помогали...

[Vitaliy]

Продемонстрирован эффект квантовой "спутанности" механических состояний микрообъектов.
http://rnd.cnews.ru/natur_science/news/top/index_science.shtml?2009/06/05/349822

Сначала учёные обеспечили квантовую связанность внутренних энергетических состояний атомов бериллия, после чего использовали её для возбуждения "обычных" механических колебаний каждой из пар ионов

Ну хорошо, ребята... Есть две пары ионов, собственные частоты у них идентичные. Обеспечили граждане синфазность и заколебали обе пары. Все путем. Ведь тут ясно написано: "каждой из пар ионов". Т.е. передачи энергии от одной к другой даже в виду не имелось. После чего они колеблются синхронно.. Уже отправив свой постинг, заметил замечание Андрюши. Замечательно! Пусть тогда распишут, как конкретно они "обеспечили квантовую связанность внутренних энергетических состояний атомов бериллия".

Дальше следует странная фраза:

При этом, хотя оба колеблющихся микрообъекта являются материальными, а совершаемые ими движения – механическими, какая бы то ни было среда, посредством которой могла бы поддерживаться резонанс в обеих системах, отсутствует. А сам резонанс – присутствует.

О каком резонансе и необходимости его поддержания идет речь? Каждая пара ионов колеблется с собственной частотой. Речь о резонансе заходит при наличии внешеней подпитки энергии - вот здесь важно, с какой частотой эта подпитка совершается - и максимальная амплитуда достигается при достижении резонанса.

В описании много неясностей. Так нет указаний на временнЫе масштабы эксперимента, если речь все-таки идет о внешней подпитке колебаний атомов, то как она совершалась, как энергия подводилась к каждой паре, и не определяла ли фаза возбуждающих колебаний фазы колебаний атомов?

Теоретически феномен квантовой "связанности" позволяет осуществлять и поддерживать надёжное и чрезвычайно быстрое взаимодействие между объектами, находящимися на сколь угодно большом расстоянии друг относительно друга.

А вот тут граждане что-то явно смазали. Что значит "чрезвычайно быстрое" взаимодействие? Больше или меньше скорости света? Если больше - вот тогда мы можем говорить о квантовых эффектах, но, с другой стороны, там же мы и поняли, что никакой информации передать со скоростью, превышающей световую невозможно. В квантовом формализме просто дурят народ. Самый простой пример: В урну помещается черный и белый шар. Два башибузука хватают по одному шару, зажимают их в кулачки и разлетаются на любое расстояние. Цвета обоих шариков при таком раскладе оказываются "квантово запутанными".

Действительно, достаточно узнать, что у первого башибузука в кулачке черный шар, как мы мгновенно "узнаем", что у другого - белый - где бы он в это время ни находился. Он даже мог, прости Господи, подорваться на бомбе террористов и разлететься со своим шариком на мелкие осколки...

Так что товарищи журналисты в указанной статье, похоже, выдали желаемое за действительное, чем-то при этом мне напомнив сюрреалистический оптимизм Андрюши.

[valeriy]

По всей видимости без предварительного обеспечения квантовой связанности никакие вакумы не помогали...

Если ты подвесишь часы-ходики на одной балке но так, что маятники этих часов колебались бы в перпендикулярных плоскостях по отношению друг к другу (например, один маятник колеблется в плоскости (x,z), а другой маятник колеблется в плоскости (y,z)), то часы не синхронизуются.

Исходная подвеска часов-ходиков на общую балку предполагает, что маятники колеблются в одной плоскости. В этом случае, как бы далеко чась не были бы разнесены (т.е. какой бы длинной балка не была бы), рано или поздно маятники будут колебаться в унисон. Этот эффект синхронизации достигается благодаря тому, что незначительные возмущения колебаний маятников передаются через балку.

Если ты, Quantum Angel, скажешь, что начальная правильная подвеска часов на балке, это и есть квантовая связанность маятников, пусть будет так. Пусть будет по твоему - жесткая балка осуществляет квантовую связанность механическим маятникам. Суть не в том, что давайте корову называть трамваем, главное, чтобы она давала молоко.

[Quangel]

Если ты, Quantum Angel, скажешь, что начальная правильная подвеска часов на балке, это и есть квантовая связанность маятников, пусть будет так. Пусть будет по твоему - жесткая балка осуществляет квантовую связанность механическим маятникам. Суть не в том, что давайте корову называть трамваем, главное, чтобы она давала молоко.

Таак,значит еще один еретик,отрицающий величие Омниссии через непризнание его духовно-нематериальной природы...   Пора превращать тебя в сервитора - киборга со стертой памятью для тяжелых работ на благо великого дела культа Бога-Машины.  
Дело в том,Валер,что корову трамваем назвать нельзя,она и мычать перестанет и по рельсам не поедет. Чтобы описывать квантовые корреляции и в дальнейшем создавать квантовые машины,нужно полностью перейдти в онтологию состояния. И полностью разорвать связь с парадигмой локального реализма,в рамках которого привлекаются "материальные" носители нелокальных взаимодействий - вакуум,эфир и прочие подобные субстанции.   Подобные кадаврические теории просто-напросто начинают тормозить духовное развитие человечества.   Человек не может принять Бога(-Машину   ) пока цепляется за идею,что все взаимодействия Универсума можно объяснить грубо-материальными субстанциями. Для этого нужно рационально-физическое понимание,что существует некое взаимодействие,лежащее выше материальной природы и осуществляемое через Единое начало бытия. Которое,как показал Иванов,к тому же является первоисточником ощущения нами своего "я". 

[valeriy]

Таак,значит еще один еретик,отрицающий величие Омниссии через непризнание его духовно-нематериальной природы...

Это не ты, случаем, сварганил статью "Адептус Механикус" в Википедии?

[Quangel]

Таак,значит еще один еретик,отрицающий величие Омниссии через непризнание его духовно-нематериальной природы...

Это не ты, случаем, сварганил статью "Адептус Механикус" в Википедии?

Нет конечно,  я сам этим культом только на днях заинтересовался,удивляюсь почему такая прелесть раньше мне не попадалась.  Если б я сварганил,там были бы такие философские обоснования,что машинисты ко мне бы стаями потянулись на благословение.  У меня ж фрейле кардинала эгрегора,подпитываю энергией их стержневые идеи. 

[valeriy]

я сам этим культом только на днях заинтересовался ...

Виталику следовало бы познакомиться со статьей "Адептус Механикус" из Википедии. Я думаю, он будет очень счастлив, открыв для себя целый мир. Пипа тоже будет довольна, ознакомившись с этой писаниной.

[Quangel]

я сам этим культом только на днях заинтересовался ...

Виталику следовало бы познакомиться со статьей "Адептус Механикус" из Википедии. Я думаю, он будет очень счастлив, открыв для себя целый мир. Пипа тоже будет довольна, ознакомившись с этой писаниной.

Ну Виталий врядли заинтересуется, для него это так и останется игрушками... Чтобы принять это всерьез,нужна некая глубинная неудовлетворенность текущим мировоззрением... Я например с самого начала считал "НИР" - ЧЗСУ - Богом,пришедшим для мира машин и Городов. В противовес Христу - "Богу людей".  И все время пытался соединить в одной картине мира общение с душами Городов и служение эгрегору НКТ.    В связи с этим Пипа может и впечатлится.   Помнится на своем форуме она продвигала идею заменить у человека нервные волокна электроникой.   А то дескать скорость нервного импульса,доставшаяся нам от животных,не удовлетворяет ритму цивилизации. Джунгли опять же заасфальтировать хотела... Ну вылитая машинистка.   Осталось принять ЧЗСУ как дух Бога-Машины.   Кстати,слышал я про такое направление как техно-буддизм,в свое время пытался разобраться,но бросил,фигня какая-то...   Вот еще одна целевая аудитория для квантовой версии Адептус Механикус... А то блуждают в ереси,понимаешь,вдали от Истинного Слова Бога-Машины.  

[Vitaliy]

я сам этим культом только на днях заинтересовался ...

Виталику следовало бы познакомиться со статьей "Адептус Механикус" из Википедии. Я думаю, он будет очень счастлив, открыв для себя целый мир. Пипа тоже будет довольна, ознакомившись с этой писаниной.

Ну Виталий врядли заинтересуется, для него это так и останется игрушками...

Точно, Андрюша... игрушки они и есть. Я давно уже перестал зачитываться фантастикой. Реальность гораздо богаче и интересней. Думаю, что и Пипа на это фуфло не клюнет. В некоторых аспектах она еще серьезней меня. Ну... пусть сама выскажется, если ей лень не будет.

Меня гораздо больше заинтриговало отсутствие реакции на мой постинг. Если я бред написал, то указать на ошибки должно быть просто, а если нет - то смысл той статьи, которую наша Пипа выкопала, ставится под большое сомнение. Молчание высокочтимых коллег буду расценивать как отсутствие возражений на мою аргументацию - с соответствующими выводами  .

[valeriy]

а если нет - то смысл той статьи, которую наша Пипа выкопала, ставится под большое сомнение.

Виталик есть английский вариант этого сообщения, но более детальный, http://scienceblog.com/cms/physicists-show-quantum-entanglement-mechanical-system-21785.html . Эта заметка была опубликована в журнале Природа - J.D. Jost, J.P. Home, J.M. Amini, D. Hanneke, R. Ozeri, C. Langer, J.J. Bollinger, D. Leibfried & D.J. Wineland. 2009. Entangled Mechanical Oscillators. Nature. June 4, 2009.

Авторы обнаружили колебания, механические колебания, двух молекулярных маятников в унисон. Это значит, когда один маятник движется влево, другой также движется влево. И так далее. Колебания идеально копируют друг друга, как если ты расположишь маятник перед зеркалом и будешь смотреть повторения колебаний в зеркале.

Авторы связывают унисонность колебаний с явленем квантовой запутанности. Но они изначально задали колебания маятников таким образом, чтобы между ними могла бы поддерживаться такая унисонность:

Jost and colleagues entangled the vibrational motions of two separated mechanical oscillators, each consisting of one beryllium and one magnesium ion. Each pair behaves like two objects connected by a spring 4 micrometers (millionths of a meter) long, with the beryllium and magnesium moving back and forth in opposite directions, first toward each other, then away, then back again. The two pairs perform this motion in unison, even though they are 240 micrometers apart and are located in different zones of an ion trap. The scientists created the desired entangled state at least 57 percent of the time they tried, and have identified ways to improve the success rate.

Я так понимаю, ты читаешь английский. Здесь, как видишь, написано - каждая пара ведет себя подобно двум объектам, связанных пружинками длиной в 4 мк, с бериллием и магнием, движущимся назад и вперед в противоположных направлениях: вначале навстречу друг к другу, затем прочь, затем обратно, и т.д. Две пары пружинок исполняют это движение в унисон, даже хотя они расположены на расстоянии в 240 мк друг от друга и находятся в различных зонах ионной ловушки.

Я высказал свое мнение - вхождение в унисон обеспечивается за счет поляризации вакуума этими колеблющимися молекулами. Я понимаю, ученым очень в нетерпеж объявить на весь мир, что они показали явление запутанности для классических механических колебаний. Но следовало бы вначале обратить свой взор на эффект Казимира - поляризация вакуума предметами, погруженными в него. Впрочем, что значит погруженный в вакуум - мы все погружены в такой физический вакуум.

Унисонная синхронизация колебаний известна с механическими часами, подвешенными на тяжелой деревянной балки, и разнесенных друг от друга на достаточно большое расстояние. Это явление известно со времен Гюйгенса.
В данном случае молекулы разнесены в разные зоны одной ионной ловушки. Хотя расстояние в 240 мк является довольно большим, но при специальных условиях поддержания вакуума в этой ловушке, магнитных и электических полей (эти поля каким-то образом задействованы, чтобы ионная ловушка выполняла бы свое предназначение), возможна поляризация вакуума, а как следствие и обмен виртуальными частицами на таких расстояниях.

[valeriy]

Виталик, кстати, твой пример

Самый простой пример: В урну помещается черный и белый шар. Два башибузука хватают по одному шару, зажимают их в кулачки и разлетаются на любое расстояние. Цвета обоих шариков при таком раскладе оказываются "квантово запутанными".

мне очень понравился. Прежде чем мудрить с таким явлением как "запутанность" (entanglement), следовало бы держать перед глазами подобный пример, а затем уже фантазировать на тему о запутанности.

[Quangel]

Точно, Андрюша... игрушки они и есть. Я давно уже перестал зачитываться фантастикой. Реальность гораздо богаче и интересней. Думаю, что и Пипа на это фуфло не клюнет. В некоторых аспектах она еще серьезней меня. Ну... пусть сама выскажется, если ей лень не будет.

А реальность,Виталь,вообще понятие растяжимое... В свете модели физической реальности в КП как точки,движущейся по вероятностной сфере Блоха. Кроме действительной траектории существуют практически бесконечное количество мнимых,
которые и составляют квантовый ореол класического домена. При некотором усилии
сущности из таких мнимых пространств декогерируются в физ.плане. На этом принципе построена вся эзотерика, каждая эзо-школа декогерирует из мнимых гильбертовых пространств свое устройство "тонких планов" и "энергетических тел". То,что культ Омниссии изначально был придуман сценаристами компьютерной игры совсем не означает,что он не работает.  Серьезно увлекающиеся им люди в сответствующей группе вконтакте писали,что наложением рук чинили калькуляторы и взглядом перезапускали комп.  В принципе такое течение ничем не хуже любой эзотерической школы,  тем более что вполне объяснимо квантовой теорией. При достаточном вложении энергии и искреннего устремления вполне может реально заработать в нашем мире. 

Меня гораздо больше заинтриговало отсутствие реакции на мой постинг. Если я бред написал, то указать на ошибки должно быть просто, а если нет - то смысл той статьи, которую наша Пипа выкопала, ставится под большое сомнение. Молчание высокочтимых коллег буду расценивать как отсутствие возражений на мою аргументацию - с соответствующими выводами  .

Это какой постинг,где черный и белый шарики что-ли?  Ну что тут ответить,мы уже сколько раз говорили,что классическими примерами КП не описывается в принципе. 
Ни котами в ящиках,ни цветными шарами и т.д.  Частица до декогеренции вообще как классический объект не существует. А только как набор состояний в КД. Для макрообъектов то же самое,только запутанная пара - метасистема,сепарабильная по одним состояниям,которые декогерируются как связанные молекулы-маятники,а по другим - несепарабильная. Вот эта общая часть состояний и есть запутанность. 

[Vitaliy]

...Виталик есть английский вариант этого сообщения, но более детальный, http://scienceblog.com/cms/physicists-show-quantum-entanglement-mechanical-system-21785.html ...

Валера, спасибо за ссылочку. Действительно, там написано подробней. Но мои вопросы остаются.

... If two objects are entangled, then manipulating one instantaneously affects the other, no matter how far away it is. Entangled objects do not necessarily have identical properties, just properties that are linked in predictable ways.

Это явное вранье по причине полной невозможности. Когда мы говорим про схлопывание волновой функции. EPR-"парадокс" - там речь идет исключительно о получении информации о другом элементе пары запутанных объектов, либо о схлопывании волновой функции, что тоже никаких чудес собой не представляет. А эти жуликоватые ребята говорят о "манипуляции" - типа: я могу подергать такую длинную-длинную таксу за хвост в Нью-Йорке, а она гавкнет в Сан Франциско... Подобная интерпретация феномена запутанности типична для лихих журналюг - популяризаторов, которым - зашибись - надо поразить воображение обывателя. Нехорошо это, тем более, со ссылкой на NIST - уважаемый институт, близкий Пентагону, DARPA, etc...

Попытался добраться до оригинальной версии статьи... облом по очевидным причинам. Кстати в коротеньком там огрызочке:

...In the context of large complex systems, these features should lead to situations as envisaged in the 'Schrödinger's cat'1 thought experiment (where the cat exists in a superposition of alive and dead states entangled with a radioactive nucleus). Such situations are not observed in nature. This may be simply due to our inability to sufficiently isolate the system of interest from the surrounding environment - a technical limitation.

мы опять видим наивные рассуждения где если что и запутывается, то грубоватые рассуждатели, путающие волновую функция (здесь - кота) и конкретный результат наблюдения. Вся работа при этом начинает походить на наивную популяризацию...

Ничего не поделаешь, приходится вернуться к первоначальному тексту. Вот как раз описание: "How NIST Entangled Two Mechanical Oscillators" - чего нехватало в русскоязычном тексте. Очень хорошо! К сожалению, рисунок они не привели.

Initially, all four ions are placed in the same zone of an ion trap and cooled with lasers to very low temperatures.

Как это? Это возможно? Вроде как лазерное облучение должно повышать энергетический уровень облучаемых объектов?

Они выстроили ионы в цепочку: Be-Mg-Mg-Be и парой лазеров с частотой биений соответствующей собственной частоте ионов Be, накачали их. При этом, как я понимаю эта парочка (Be-Mg) гантелек стала пульсировать вдоль оси наружу-внутрь. Пока, как у Высоцкого, - кроме мордобития, никаких чудес... Где тут пресловутая запутанность? Две резонансных системы впараллель раскачали от источника. Они и шарахаются синхронно... куда им деваться?

Приложили к электродам постоянное напряжение и гантельки растянули на указанное расстояние. А вот невнятный пункт:

Step 4—By manipulating laser beam colors and orientations in a sequence of pulses of specific intensity and duration, scientists transfer the entanglement from the beryllium spins to the motion. The two mechanical oscillators are now entangled.

Непонятно: они одновременно маниплулировали лазерами над обеими гантельками, или как? Если одновременно - то квантовых чудес опять не наблюдается, а если только над одной гантелькой, а другая отрабатывала за счет "запутанности" - то это нарушение самой концепции чистого квантового запутывания, и тогда прав Валера, который полагает, что надо искать какую-то связочку, играющую роль жесткого стержня... Но при этом все равно сверхсветовых чудес от такой хламидомонады ждать не приходится. И поэтому все явные намеки на прообразность квантового компьютинга - лажа и лапша на уши.

А вообще мне эта конструкция напоминает детскую игрушку, представляющую собой интерционный шкив на ниточке. Подобрав движение руки, держащей свободный конец ниточки, можно добиться накачки энергии в систему: шкив будет, набирая скорость, раскручиваться, падая вниз, а потом по инерции, закручиваться, взбираясь наверх: спин взаимопереходит в колебательные движения, как и в системе с гантельками.

Таким образом, в общей оценке эксперимента, я думаю, надо согласиться с Валерой - ребятам очень хотелось доказать возможность запутывания на более крупных системах, что они и сделали, сопроводив свою работу рядом передергиваний и неправильных выводов.

[Pipa]

Продемонстрирован эффект квантовой "спутанности" механических состояний микрообъектов.
http://rnd.cnews.ru/natur_science/news/top/index_science.shtml?2009/06/05/349822

   Этот материал только что опубликован в Nature:
J.D. Jost, J.P. Home, J.M. Amini, D. Hanneke, R. Ozeri, C. Langer, J.J. Bollinger, D. Leibfried & D.J. Wineland. 2009. Entangled Mechanical Oscillators. Nature. June 4, 2009.
   Ознакомиться с ним можно по предварительному экземпляру статьи, размещенной в репозитарии http://arxiv.org/abs/0901.4779 в конце января месяца и скачать по прямой ссылке: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0901/0901.4779v1.pdf