Квантовая магия - [115]

Матрица плотности — матрица (таблица элементов), при помощи которой можно описывать как чистые состояния (замкнутые системы), так и смешанные, то есть открытые системы, взаимодействующие со своим окружением.

Нелокальность — особенность запутанных состояний, которым невозможно поставить в соответствие локальные элементы реальности. Не имеет отношения к волнам, полям, к классическим энергиям любого вида и типа. нелокальность не имеет классического аналога и не может быть объяснена в рамках классической физики.

Нелокальные корреляции (квантовые корреляции) — специфический эффект несепарабельности (квантовой запутанности), который заключается в согласованном поведении отдельных частей системы. Это «телепатическая» связь между объектами, когда один из них ощущает другой «как самого себя». Такой «сверхъестественный» контакт удаленных объектов классической физикой не объясняется. В отличие от обычных взаимодействий, ограниченных, например, скоростью света, нелокальные корреляции действуют мгновенно, то есть изменение одной части системы в тот же самый момент времени сказывается на остальных ее частях независимо от расстояния между ними. Квантовая физика вскрыла механизм этой связи, научилась количественно описывать ее законы и постепенно начинает использовать в технических устройствах.

Несепарабельность (квантовая запутанность) — невозможность разделить систему на отдельные самостоятельные и полностью независимые составные части.

Принцип суперпозиции состояний — если система может находиться в различных состояниях, то она может находиться в состояниях, которые получаются одновременным «наложением» двух или более состояний из этого набора.

Рекогеренция — процесс, обратный декогеренции, восстанавливающий квантовую запутанность между составными частями системы.

— отделимость частей системы в качестве самостоятельных и полностью независимых объектов. только при отсутствии взаимодействия между составными частями системы.

Система — совокупность элементов множества любой природы, подсистема — подмножество исходной системы.

Смешанное состояние (открытая система) — такое состояние системы, которое не может быть описано одним вектором состояния, а может быть формализовано только матрицей плотности.

Состояние системы — реализация при данных условиях отдельных потенциальных возможностей системы. Характеризуется набором величин, которые могут быть измерены наблюдателем, в том числе в результате самонаблюдения (). Задается вектором состояния или матрицей плотности.

Спин — внутренняя характеристика частицы, не связанная с ее движением в пространстве и не имеющая классического аналога. Иногда, для наглядности, спин представляют в виде «быстро вращающегося волчка», что не совсем корректно. Для частиц со спином 1/2 пространство состояний является двумерным, и в качестве базисных состояний принято выбирать и .

Суперпозиция состояний — см. принцип суперпозиции состояний.

Чистое состояние (замкнутая система) — такое состояние системы, которое может быть описано одним вектором состояния.

Энергия — согласно фундаментальному определению этого понятия в терминах состояний, это функция состояния системы. Функция в прямом математическом смысле, то есть соответствие между множеством состояний и множеством вещественных чисел, когда каждому состоянию поставлено в соответствие одно (и только одно) значение энергии.

Энтропия — по своему фундаментальному определению (в терминах состояний), это логарифм от числа допустимых состояний системы. Считается, что энтропия служит мерой беспорядка в системе. Такое понимание согласуется с данным определением — чем больше у системы допустимых состояний, тем выше энтропия.

Список литературы

Ph. and Roger G. Phys. Rev. .

J. and Roger G.Phys. Rev. .

M., M. A., S., Smith D. L., D. D., V. I. Nature 429, 642 (2004).

P. K. entanglement of the GHZ state, in Quantum Potentiality, Entanglement and Passion-at-a-Distance: Essays for , eds. R. S. Cohen, M. Horne and J. , , , 1997. Р. 53–59.

Bell J. S. Physics 1, 195 (1964).

Bennett C. H., Brassard G., C., R., Peres A.,W. K. Phys. Rev..

Bennett C. H., Bernstein H. J., S. and Schumacher B.Phys. Rev. A 53, 2046 (1996).

Bennett C. H., Brassard G.,S., Schumacher B., J. and W. K.Phys. Rev. .

Bennett C. H., Bernstein H. J., S. and Schumacher B.Phys. Rev. A 53, 2046 (1996).

J. Annals of Math 37, 823 (1936).

B. B., D. L., L.-M. Monroe C. Observation of entanglement between a single trapped atom and a single photon, Nature 428, 153 (2004).

Brassard G., Broadbent A., A.Quantum Pseudo-Telepathy, : quant-ph/0407221 (2004).

S. L. et al. Phys. Rev. .