22.02.2001

Группа исследователей из Национального института стандартов и технологии США и Мичиганского университета провела тонкие эксперименты по проверке неравенства Белла. Неравенство Белла было благополучно нарушено, что позволило исключить ряд из пока оставшихся лазеек для построения локальной теории скрытых параметров вместо современной квантовой механики. В 1935 году Альберт Эйнштейн поставил свою подпись под статьей, в которой были сформулированы серьезные аргументы против квантовой теории. Эйнштейн не верил, что «Бог играет в кости», и считал, что квантовая механика неполна. Существуют скрытые параметры элементарных частиц, учтя которые, можно построить теорию, которая будет однозначно предсказывать результаты эксперимента, а измерение свойств одной частицы не сможет повлиять на свойства достаточно удаленных частиц.
Тридцать лет спустя Белл предложил неравенство, которое накладывает ограничения на вероятности результатов нескольких специально подобранных экспериментов с двумя первоначально «запутанными» квантовыми частицами. Нарушение этого неравенства означает, что построить теорию со скрытыми параметрами принципиально невозможно, Эйнштейн не прав, а справедлива принципиальная нелокальность и непредсказуемость квантовой механики. Начиная с семидесятых годов был выполнен ряд экспериментов, в подавляющем большинстве которых неравенство Белла нарушалось. Однако точность измерений и особенности их постановки вызывали справедливую критику сторонников Эйнштейна.
В новых экспериментах измерялись взаимозависимость классических свойств первоначально квантово «запутанных» ионов бериллия 9Be+. Массивность этих частиц (до сих пор изучались фотоны и протоны) позволила значительно поднять точность измерений и получить значение «сигнала Белла» 2.25(0.03), в то время как максимальное значение для локальных теорий равно двум, а квантовая теория предсказывает 2.83. В эксперименте были исключен целый ряд критических замечаний сторонников Эйнштейна.
Интерес к основам квантовой теории особенно возрос в последние годы в связи работами по созданию квантовых компьютеров и квантовых криптосистем. Эти устройства как раз и основаны на отвергавшихся Эйнштейном эффектах. В тоже время проблема корректного описания необратимого разрушения квантовых систем внешним шумом и квантовых измерений, стоящая на пути создания этих устройств, до сих пор остается нерешенной. Вот и в описываемых экспериментах измеренные значения «запутанности» квантовых частиц оказались заметно меньше предсказываемых квантовой механикой.

Источник: Журнал "Компьютерра"