Kvantové zapletení, fenomén, kterému se Albert Einstein kdysi vysmíval jako „strašidelná akce na dálku“, se vyvinul z teoretického paradoxu na základní kámen moderní kvantové technologie. Debata kolem této podivné vlastnosti kvantové mechaniky, která umožňuje částicím zůstat v korelaci bez ohledu na vzdálenost, podnítila desetiletí výzkumu, který vyvrcholil praktickými aplikacemi, jako je ultrabezpečná komunikace a pokročilé výpočty.
Původ “Eerie”
Ve 20. letech 20. století Einstein spolu s Borisem Podolským a Nathanem Rosenem zpochybnili úplnost kvantové teorie. Tvrdili, že pokud je kvantová mechanika pravdivá, znamená to okamžitou komunikaci mezi propletenými částicemi, což porušuje princip lokality – myšlenku, že objekt může být ovlivněn pouze jeho bezprostředním okolím. To je vedlo k tomu, že navrhli existenci „skrytých proměnných“, které by určovaly chování částic a eliminovaly tak potřebu okamžitého vlivu.
Fyzik John Stuart Bell však v 60. letech minulého století vyvinul test, který měl určit, zda tyto skryté proměnné skutečně existují. Bellův teorém předpovídal, že pokud by místní realismus (kombinace lokality a skrytých proměnných) byl pravdivý, pak by určité statistické korelace mezi provázanými částicemi byly omezené.
Experimentální verdikt
Desetiletí experimentů, zejména těch, které provedl Ronald Hanson na Delft University of Technology a další výzkumníci, silně potvrdily, že Bellovy nerovnosti jsou porušeny. Experimenty z roku 2015, za které byli tři fyzici oceněni Nobelovou cenou za rok 2022, prokázaly, že kvantové korelace jsou silnější než cokoli, co by mohla dovolit místní realistická teorie. Jak řekl Marek Zukowski z univerzity v Gdaňsku: „To byl poslední hřebík do rakve všech těchto nápadů.“
To znamená, že zapletené částice vykazují spojení, které přesahuje vzdálenost a klasickou fyziku. Nejsou jednoduše korelovány se sdílenými minulými informacemi; jejich osudy jsou propleteny způsobem, který se vymyká konvenčnímu chápání.
Od paradoxu k praxi
Rozpoznání nelokality otevřelo aplikace v reálném světě. Hansonova práce, původně zamýšlená jako test kvantové výhody, vydláždila cestu kvantové kryptografii. Použitím propletených částic je možné vytvořit komunikační sítě, které je teoreticky nemožné hacknout, protože jakýkoli pokus o zachycení přenosu prolomí zapletení a okamžitě upozorní uživatele.
Kvantové počítání také hodně spoléhá na zapletení. Zapletené qubity – kvantový ekvivalent bitů – umožňují výpočty, které jsou u klasických počítačů nemožné. Výzkumníci aktivně zkoumají, jak využít zapletení k vytvoření výkonnějších a účinnějších algoritmů.
„Nelokalitě nelze uniknout,“ říká Jacob Barandes z Harvardské univerzity a zdůrazňuje, že tento základní aspekt kvantové mechaniky není jen teoretickou kuriozitou, ale základním principem budoucích technologií.
Zapletení zůstává předmětem pokračujícího výzkumu, přičemž fyzici pokračují ve studiu základních předpokladů Bellovy práce. Od filozofické debaty se však již posunula k mocnému nástroji inovací.
Počáteční odpor vůči kvantové nelokálnosti ustoupil nové éře, kde přijetí této „strašidelnosti“ pohání pokrok v zabezpečené komunikaci, pokročilé výpočetní techniky a hlubší porozumění samotnému vesmíru.
