Полусветовая квантовая связь

Я пытаюсь придумать идею, которая имеет некоторое правдоподобие отправки информации FTL.

Таким образом, мы можем запутать частицы вместе. Когда вы измеряете их, вы влияете на них. Если вы измеряете один вверх, другой становится вниз. Если вы измерите один влево, другой станет правым.

Давайте предположим, что по какой-то причине кто-то нашел способ поддерживать запутанность в течение 1 часа (я расскажу об этом в своей пухлой истории, но это только усложняет вопрос). У нас есть два компьютера, один на Земле и один на спутнике в получасе скорости света. У каждого компьютера есть квантовый сегмент в конфигурации хомяка, который выровнен по сравнению с солнцем (или галактическим центром или чем-то еще, если они могут изменить себя, чтобы всегда быть более или менее в одной и той же ориентации, это нормально). Мы запутываем некоторые биты в квантовом сегменте светом и отправляем это на спутник, который может захватить их и сохранить в квантовом сегменте (или любые сделанные копии или что-то еще). Квантовый сегмент может для удобства отправлять запутанные частицы объемом 100 мегабайт в секунду без исчерпания битов для запутывания.

проблема с этим методом всегда заключается в том, что вы можете использовать эти биты только один раз, и они должны перемещаться со скоростью света к месту назначения, поэтому вы не можете отправлять сообщения быстрее скорости света. Но, может быть, вы все еще можете немного схитрить?

Представьте себе: вверх/вниз — это 0. Влево/вправо — это 1. Диагональ означает, что бит не использовался. Теперь вы отправляете пакет битов, содержащий незапутанную информацию и запутанную «пустую» информацию, на которую еще не было оказано никакого влияния. Незапутанная информация содержит отметку времени, когда пакет был создан, и когда запутанная информация будет измерена, чтобы придать ей значение. Незапутанные биты также могут нести другую информацию, не зависящую от времени. Время, в которое ему будет придано значение, установлено, например, через 50 минут после того, как оно было сделано, поэтому распутывание не произойдет до того, как его можно будет прочитать.

Спутник получает эти пакеты через полчаса после их отправки и видит, сколько времени прошло, и прочую информацию в незапутанной информации. Затем, по истечении оставшихся 20 минут +50 миллисекунд, он считывает квантовую информацию (принимая во внимание все типы относительности при измерении времени, как мы это делаем с нашими нынешними спутниками).

Теперь идет обман немного. Вместо того, чтобы отправлять пакеты с данными на спутник («как дела», «изменить курс настолько сильно» и т. д.), вы записываете их в квантовые биты, которые находятся на отметке 50 минут, влияя на их ориентацию. Это создает строку нулей и единиц, а неиспользуемые биты устанавливаются в переднюю/заднюю конфигурацию, чтобы указать, что они не используются. Затем через несколько миллисекунд эта информация считывается спутником, который больше не может влиять на направление битов. Сразу после их чтения отправленные запутанные частицы отбрасываются, чтобы освободить место для следующей строки запутанных битов.

Хотя частицам требуется время, чтобы добраться туда, вы эффективно отправляете информацию быстрее света по сравнению с тем, когда были установлены инструкции внутри запутанных битов (эта идея чем-то похожа на то, как приводы Алькубьерре могут использовать последовательные магистрали для преодоления «не могу отправить отрицательный сигнал»). материя FTL" проблема).

Поскольку я оптимист, у меня вопрос: что не так с этой настройкой?

«Вы записываете их в квантовые биты, находящиеся на 50-минутной отметке, влияя на их ориентацию»: это разрушит запутанность. Вы не можете установить известное значение состояния одной из пары запутанных частиц, не нарушая запутанность. Как только вы что-то «записали» в запутанные частицы, хранящиеся на Земле, они распутались со своими братьями и сестрами на спутнике. Вы можете быть сбиты с толку тем, что имеют в виду, когда физики говорят, что квантовая запутанность не может использоваться для передачи информации; это не экспериментальный результат, это математическая теорема.
Если вы абсолютно не собираетесь привязывать свой сюжет к тому, как именно работает ваше сверхсветовое общение, и исследовать, какие изменения в физике вы внесли, чтобы заставить его работать, я бы, вероятно, рекомендовал избегать попыток привязать его к реальным физическим концепциям. Избитая условность жанра «Сверхсветовая связь работает в этой обстановке» просто лежит там. Возьми и беги.
@notovny Я предпочитаю максимально реалистичный подход.

Ответы (3)

Вся эта штука с «медленным перемещением запутанных частиц» — отвлекающий маневр: даже если вы можете волшебным образом телепортировать запутанные частицы, вы все равно не сможете передавать информацию быстрее скорости света, используя их запутанность.

Запутанные частицы работают не так, что вы устанавливаете один конец в одно состояние, а другой конец получает это состояние. Они работают следующим образом: если вы измеряете один и обнаруживаете, что он находится в определенном состоянии, то вы знаете, что другой тоже находится в этом состоянии. Невозможно заставить его принять какое-либо конкретное состояние, не нарушив запутанность.

Источник

Читая статью и ваш ответ, вы говорите о физическом превращении запутанных частиц для эффекта, верно? Я (пытался) рассказать об использовании измерения для определения направления вращения частицы. Принудительное вертикальное измерение всегда имеет измерение вертикального вращения вверх/вниз, в то время как принудительное горизонтальное измерение всегда имеет горизонтальное измерение вращения вверх/вниз и т. д. Поскольку это направление, а не вращение вверх/вниз, которое я пытаюсь использовать, я надеялся, что это сработает. .
@Demigan Нет, мы говорим о состояниях вращения. Вы не можете «форсировать вертикальное измерение», не нарушая запутанность. Далее, вращение не имеет «вертикальной» или «горизонтальной» природы.

Это не работает таким образом. Хотя это правда, что, измеряя одну половину запутанной пары, вы заставляете другую «переворачиваться»… другая сторона этого не видит. Единственный способ для них сделать это - измерить его со своего конца. Поэтому они не могут сказать, получают они или отправляют. Это также исключает более сложные схемы... например, если вы отправляете две пары-половинки.

Они знают, что для приема, что для передачи. Они до сих пор не могут прочесть "приемник" без распутывания. Таким образом, если они прочитают его раньше, они предотвратят получение сообщений... и они не будут работать лучше, если будут ждать (что противоречит цели сверхсветовой связи), потому что вы не можете контролировать, в какую сторону они переворачиваются.

Здесь невозможна даже отправка 1 бита информации. Мы не можем ответить да или нет вопрос с ним. Мы не можем заранее договориться и сказать: «Когда вы увидите, как мюон перевернется, вы поймете, что пора!» потому что акт наблюдения перевернет этот мюон, даже если сигнал еще не был отправлен.

Есть более сложное объяснение, и оно называется «Теорема о запрете клонирования», но, насколько нам известно, оно довольно абсолютное.

Кроме того, имейте в виду, что в большинстве случаев, когда физики используют такие термины, как «вверх/вниз», они, как правило, не понимают эти вещи буквально. Они описывают качества, которые редко имеют какое-либо отношение к макроскопически видимым эффектам.

Извините, если это звучит грубо, но у вас есть фундаментальное непонимание того, как работает квантовая запутанность. Попробую объяснить:

У меня есть сумка, красный шарик и синий шарик. Я кладу шарики в мешок. Теперь, не глядя, я лезу в сумку и вытаскиваю наугад шарик. Крепко сжимая шарик в руке, чтобы я его не видел, я передаю сумку своей подруге Кейт. Затем Кейт лезет в сумку, берет оставшийся шарик и тоже скрывает его цвет.

По сути, шарики в наших руках теперь «запутаны». Никто из нас не знает, какого цвета шарики у нас есть, и шарики в обеих наших руках фактически находятся в «суперпозиции» красного или синего цвета. Теперь мы с Кейт можем идти разными путями, не обращая внимания на цвет шариков, и даже если она решит отправиться на дальний конец известной вселенной, шарики все равно будут «запутаны».

Эта «запутанность» разрывается, когда один из нас смотрит на шарик, и это происходит мгновенно. Если я посмотрю на свой шарик и увижу, что он красный, то сразу узнаю, что у Кейт синий шарик. Точно так же и для Кейт, если она смотрит на свой шарик и находит его синим, то она знает, что у меня красный шарик, независимо от того, как далеко мы друг от друга.

Хотя этот пример сильно упрощен, он является примером теоремы об отсутствии связи . Если вы хотите сделать FTL «реалистичным», я рекомендую что-то вроде червоточин или проникновение на территорию «Clarke-tech» с такими вещами, как «подпространство».

Я так украду эту элементарную аналогию! Плюс один.
Я понимаю, что вы имеете в виду, но это не ответ на мой вопрос. То, что вы описываете, - это характеристика вращения вверх / вниз, которую я не использовал. Все источники, которые я нашел, использовали измерительное устройство, и если вы измерили запутанную частицу, она всегда будет соответствовать измерению, либо вращаться вверх, либо вращаться вниз (по прямой или наоборот внутри нее). Если вы повернете измерительное устройство на 90 градусов, частица будет вращаться в этом направлении, и, поскольку я ранее не упомянул об этом, я предположил, что близнец также будет в этом положении. Это не тот случай, который я только что узнал.
@ Демиган, да, чтобы было ясно, ошибочное предположение заключалось в том, что вращение спина (то есть с помощью магнитного поля) приведет к тому, что его далеко запутанный спин также будет вращаться. Это не вариант. В аналогии с мрамором Драгонгика это было бы похоже на добавление полупрозрачной желтой краски к вашему мрамору, не глядя на него. После измерения вы увидите либо зеленый цвет (это означает, что раньше он был синим, и, следовательно, шарик Кейт красный), либо оранжевый (что означает, что шарик Кейт синий). Ничто локальное, что вы делаете со своим мрамором, не может повлиять на Кейт. Следовательно, никакой сверхсветовой передачи информации.