Entanglede fotoner – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

09. februar 2015

Entanglede fotoner

Hej Spørg om Fysik
Jeg har set dokumentaren; "Den forunderlige kvanteverden".

Heri beskrives hvordan information kan overføres (teleporteres) mellem to entangled fotoner, ved at tilføje en informationsbærende lyspartikel til den ene af de to fotoner i systemet. Hvorefter den anden foton påvirkes således, at den nu bærer informationen.

Mit spørgsmål er: Når nu entanglement virker øjeblikkeligt, uanset afstand, virker ovennævnte informationsoverførsel da ligeledes øjeblikkeligt (og altså hurtigere end lysets hastighed?)

De bedste hilsner
N S

Det er et godt spørgsmål, som det er svært at give et klart svar på. Lad os starte med noget, som er let at svare på:

Vi kan ikke bruge entanglement til at sende information hurtigere end lyset. Filmen simplificerer tingene og udelader en lille detalje for ikke at komplicere historien (jeg forsøgte faktisk at få instruktøren til at inkludere den, men det her er det eneste sted, hvor det ikke lykkedes mig at overtale ham).

For at få teleportering til at virke, skal afsenderen (Alice) lave en måling på den partikel, som man vil sende, og den ene halvdel af det entanglede par. For at få teleporteringen til at virke skal resultatet af denne måling sendes gennem en almindelig (klassisk) forbindelse til modtageren (Bob).

Lidt forsimplet sagt ved Bob ikke om han har den rigtige tilstand af hans foton eller den præcis modsatte. Kun når Bob får informationen om Alices måleresultat, ved han, om han skal vende fotonen om, for at den vender rigtigt. Fordi der er behov for, at den almindelige klassiske information om måleresultatet bliver sendt videre, kan vi ikke bruge forbindelsen til at kommunikere med, før vi får den klassiske besked. Vi kan derfor ikke sende information hurtigere end lyset.

Daniel Salart Subils, postdoc og ph.d.-studerende, Heng Shen arbejder med eksperimenterne i kvanteoptisk laboratorium på Niels Bohr Institutet.

Det lidt sværere spørgsmål er så, hvad der sker i selve målingen, og hvor hurtigt det går. Bob kan godt måle på den anden halvdel af det entanglede par, inden vi får måleresultat fra Alice. Han vil så finde, at hans foton enten vender præcist ligesom Alices eller præcist modsat. Han ved bare først, hvilken mulighed det er, når han får svaret fra Alice.

Så på en måde sker overførslen med det samme, men vi kan bare ikke bruge den til noget uden informationen fra Alice, som bliver nødt til at bevæge sig langsommere end lyset.

Se også:

http://www.nbi.ku.dk/Nyheder/nyheder_13/kvante-teleportation-mellem-atomare-systemer-paa-afstand/

Med venlig hilsen
Anders S. Sørensen (videnskabelig konsulent på filmen)