Исследователи из «Griffith University’s Centre for Quantum Dynamics» продемонстрировали, что, вопреки тому, что может предположить соотношение неопределенностей Гейзенберга, свойства частицы (такие как местоположение и импульс) могут быть измерены одновременно с высокой точностью. Но это связано с определенными затратами.
Результаты исследований были опубликованы в разделе «Experimental Test of Universal Complementarity Relations» журнала «Physical Review Letters». Соавтор исследования Dr.Michael Hall сказал, что работа представляет собой важный шаг вперед в количественном понимании и экспериментальной проверке взаимодополняемости – возможно, самом важном основополагающем принципе квантовой механики.
“Квантовая механика, как часто думают, подразумевает, что можно точно оценить, насколько быстро движется электрон или определить, где он находится, но не то и другое одновременно”, – сказал Dr Hall. “Доказательством есть то, что такие свойства, как скорость и положение, требуют физически несовместимых или «дополнительных» устройств для их точного измерения. Следовательно, любое устройство, которое используется для одновременного измерения, предоставит, по сути, неточные оценки”, – сказал он.
“Этот аргумент был оспорен Эйнштейном в 1935 году, который привел пример, где положение и скорость могут быть точно измерены одновременно за счет использования квантовых корреляций со второй частицей”.
Соавтор, руководитель экспериментальной команды ученых, профессор Geoff Pryde сказал о важности того факта, что это не входит в прямое противоречие с известным соотношением неопределенностей Гейзенберга, согласно которому положение и скорость не могут быть одновременно точно предсказаны заранее, также как и получить фото инопланетян хорошего качества. Но остается открытым важный вопрос о том, распространяются ли любые квантовые ограничения на одновременные измерения.
“Мы экспериментально проверили, что Эйнштейн был прав, используя поляризационные свойства фотонов, а не положение и скорость”,- сказал профессор Pryde. “Но мы также показали, что высокая степень общей точности «не дается даром»; она возможна только, если результаты измерений достаточно непредсказуемы (согласно количественному выражению в новом обобщении соотношения неопределенностей Гейзенберга).
“Так как принцип неопределенности лежит в основе многих аспектов квантовых информационных технологий, начиная от проверки квантовой запутанности до генерации случайных чисел для безопасности квантовой криптографии, наша работа может иметь последствия во всех этих областях”.