1
00:00:07,440 --> 00:00:09,704
Представьте себе,
что вы бросили мяч в воздух.

2
00:00:09,704 --> 00:00:11,778
Вы можете предсказать движение мяча,

3
00:00:11,778 --> 00:00:13,852
после того как он
отделится от вашей руки?

4
00:00:13,852 --> 00:00:15,408
Конечно, это легко.

5
00:00:15,408 --> 00:00:17,024
Мяч будет подниматься до тех пор,

6
00:00:17,024 --> 00:00:18,670
пока не достигнет наивысшей точки,

7
00:00:18,670 --> 00:00:21,778
после чего он начнёт падать,
пока не окажется снова в вашей руке.

8
00:00:21,778 --> 00:00:23,386
Конечно, именно это и случится,

9
00:00:23,386 --> 00:00:26,765
и вы знаете это, так как встречали
такие явления множество раз.

10
00:00:26,765 --> 00:00:31,417
Вы наблюдали физику
каждодневных явлений всю вашу жизнь.

11
00:00:31,417 --> 00:00:33,594
Но представим себе,
что мы изучаем вопрос,

12
00:00:33,594 --> 00:00:35,771
касающийся физики атомов:

13
00:00:35,771 --> 00:00:37,950
как будет выглядеть
движение электрона

14
00:00:37,950 --> 00:00:40,796
вокруг ядра атома водорода?

15
00:00:40,796 --> 00:00:42,784
Можем ли мы ответить на этот вопрос

16
00:00:42,784 --> 00:00:44,882
на основании наблюдений
каждодневной физики?

17
00:00:44,882 --> 00:00:47,079
Конечно же нет. Почему?

18
00:00:47,079 --> 00:00:48,696
Потому что физика,

19
00:00:48,696 --> 00:00:51,474
управляющая поведением систем
настолько маленького размера

20
00:00:51,474 --> 00:00:55,224
сильно отличается
от физики макроскопических объектов,

21
00:00:55,224 --> 00:00:57,690
которые вы видите
постоянно вокруг вас.

22
00:00:57,690 --> 00:01:00,013
Повседневный мир,
который вы любите и знаете,

23
00:01:00,013 --> 00:01:03,702
подчиняется законам
классической механики.

24
00:01:03,702 --> 00:01:05,880
Но системы атомной величины

25
00:01:05,880 --> 00:01:09,870
подчиняются законам
квантовой механики.

26
00:01:09,870 --> 00:01:12,557
Этот квантовый мир
оказывается очень странным местом.

27
00:01:12,557 --> 00:01:15,244
Странность квантового мира

28
00:01:15,244 --> 00:01:17,932
демонстрируется известным
мысленным экспериментом:

29
00:01:17,932 --> 00:01:20,090
это кот Шрёдингера.

30
00:01:20,090 --> 00:01:24,449
Физик, которому не особо нравятся кошки,
помещает кота в коробку

31
00:01:24,449 --> 00:01:27,218
вместе с бомбой,
которая взрывается с вероятностью 50%,

32
00:01:27,218 --> 00:01:29,987
после того как закрыли крышку.

33
00:01:29,987 --> 00:01:32,756
До того, как мы откроем коробку,
нет способа узнать,

34
00:01:32,756 --> 00:01:35,281
взорвалась ли бомба,

35
00:01:35,281 --> 00:01:40,531
и, как следствие, мы не знаем,
жив кот или мёртв.

36
00:01:40,531 --> 00:01:43,834
В квантовой физике мы можем сказать,
что до нашего наблюдения

37
00:01:43,834 --> 00:01:46,441
кот находился
в состоянии суперпозиции.

38
00:01:46,441 --> 00:01:48,818
Он был ни жив, ни мёртв,

39
00:01:48,818 --> 00:01:51,746
а, скорее, находился в состоянии,
сочетавшем обе возможности,

40
00:01:51,746 --> 00:01:54,051
с 50% шансом для каждой.

41
00:01:54,051 --> 00:01:56,446
Нечто подобное случается

42
00:01:56,446 --> 00:01:58,842
с физическими системами
квантовых размеров,

43
00:01:58,842 --> 00:02:01,611
вроде электрона, вращающегося
вокруг атома водорода.

44
00:02:01,611 --> 00:02:04,186
Электрон не совсем вращается.

45
00:02:04,186 --> 00:02:07,144
Он как-бы находится
во всём пространстве одновременно,

46
00:02:07,144 --> 00:02:10,229
с большей вероятностью
находиться в некоторых местах,

47
00:02:10,229 --> 00:02:13,000
и только после того, как мы
определяем его местоположение,

48
00:02:13,000 --> 00:02:15,876
мы можем точно указать,
где он находится в этот момент.

49
00:02:15,876 --> 00:02:18,971
Так же, как мы не знали,
был ли кот жив или мёртв,

50
00:02:18,971 --> 00:02:20,831
до того как мы открыли коробку.

51
00:02:20,831 --> 00:02:23,576
Это подводит нас
к странному и красивому феномену

52
00:02:23,576 --> 00:02:25,823
квантовой запутанности.

53
00:02:25,823 --> 00:02:28,520
Представим себе, что вместо
одного кота в одной коробке

54
00:02:28,520 --> 00:02:30,843
у нас было бы два кота
в двух разных коробках.

55
00:02:30,843 --> 00:02:33,156
Если мы повторим
эксперимент с котом Шрёдингера

56
00:02:33,156 --> 00:02:34,820
с парой этих котов,

57
00:02:34,820 --> 00:02:38,780
в результате эксперимента
могут быть четыре возможности:

58
00:02:38,780 --> 00:02:41,869
либо оба кота будут живы,
либо оба мертвы,

59
00:02:41,869 --> 00:02:45,700
или один будет жив,
другой мёртв, и наоборот.

60
00:02:45,700 --> 00:02:49,117
Система из двух котов также находится
в состоянии суперпозиции,

61
00:02:49,117 --> 00:02:53,644
с вероятностью каждого результата
25%, а не 50%.

62
00:02:53,644 --> 00:02:55,897
Но вот в чём изюминка:

63
00:02:55,897 --> 00:02:58,592
квантовая механика
даёт нам возможность

64
00:02:58,592 --> 00:03:01,287
отбросить из состояния суперпозиции
результаты,

65
00:03:01,287 --> 00:03:03,984
при которых оба кота мертвы
или оба кота живы.

66
00:03:03,984 --> 00:03:06,819
Другими словами, возможна
такая система из двух котов,

67
00:03:06,819 --> 00:03:12,502
в которой в итоге всегда
один из котов будет мёртв, а другой жив.

68
00:03:12,502 --> 00:03:15,342
Пользуясь техническими терминами,

69
00:03:15,342 --> 00:03:17,235
можно сказать, что состояния
этих двух котов запутаны.

70
00:03:17,235 --> 00:03:19,128
Но в квантовой запутанности

71
00:03:19,128 --> 00:03:21,022
есть кое-что
поистине сногсшибательное.

72
00:03:21,022 --> 00:03:23,667
Если вы создадите
систему из двух котов в коробках

73
00:03:23,667 --> 00:03:26,312
в этом состоянии запутанности,

74
00:03:26,312 --> 00:03:28,957
а затем поместите коробки
на противоположных концах вселенной,

75
00:03:28,957 --> 00:03:32,752
результат эксперимента
будет таким же.

76
00:03:32,752 --> 00:03:35,908
Один из котов, в любом случае,
будет жив, а другой – мёртв,

77
00:03:35,908 --> 00:03:39,064
хотя какой конкретно кот будет жив,
а какой мёртв,

78
00:03:39,064 --> 00:03:42,221
совершенно непредсказуемо

79
00:03:42,221 --> 00:03:44,609
до того, как мы выясним результат.

80
00:03:44,609 --> 00:03:46,288
Как такое возможно,

81
00:03:47,967 --> 00:03:49,647
что состояния котов
на противоположных концах вселенной

82
00:03:49,647 --> 00:03:51,206
могут быть так запутаны?

83
00:03:51,206 --> 00:03:52,765
Они находятся
слишком далеко друг от друга,

84
00:03:52,765 --> 00:03:54,325
чтобы успеть
связаться друг с другом.

85
00:03:54,325 --> 00:03:57,526
Как же получается,
что две бомбы взаимодействуют так,

86
00:03:57,526 --> 00:04:00,350
чтобы одна взорвалась,
а другая — нет?

87
00:04:00,350 --> 00:04:01,496
Вы можете подумать:

88
00:04:01,496 --> 00:04:03,806
«Это очередная
теоретическая белиберда.

89
00:04:03,806 --> 00:04:06,388
Такого рода вещи не могут
происходить в настоящем мире».

90
00:04:06,388 --> 00:04:08,923
Но оказывается,
что квантовая запутанность

91
00:04:08,923 --> 00:04:12,157
была подтверждена
в настоящих лабораторных экспериментах.

92
00:04:12,157 --> 00:04:15,794
Две субатомные частицы
запутаны в состоянии суперпозиции так,

93
00:04:15,794 --> 00:04:19,663
что если одна вращается в одну сторону,
то другая — в другую.

94
00:04:19,663 --> 00:04:22,450
Они будут себя вести так,
даже если нет никакого способа

95
00:04:22,450 --> 00:04:25,986
передать информацию
от одной частицы к другой

96
00:04:25,986 --> 00:04:30,007
о том, в какую сторону вращаться,
подчиняясь правилам запутанности.

97
00:04:30,007 --> 00:04:32,960
Неудивительно,
что запутанность находится в центре

98
00:04:32,960 --> 00:04:35,301
квантовой информатики,

99
00:04:35,301 --> 00:04:37,383
развивающейся области науки,

100
00:04:37,383 --> 00:04:39,465
изучающей, как использовать
законы странного квантового мира

101
00:04:39,465 --> 00:04:40,744
в макроскопическом мире,

102
00:04:42,023 --> 00:04:43,302
как, скажем, в квантовой криптографии,
позволяющей шпионам

103
00:04:44,837 --> 00:04:46,372
надёжно посылать друг другу информацию,

104
00:04:46,372 --> 00:04:49,479
или в квантовом программировании,
чтобы взламывать секретные коды.

105
00:04:49,479 --> 00:04:51,983
Каждодневная физика может стать

106
00:04:51,983 --> 00:04:54,487
более похожей на странный мир
квантовой механики.

107
00:04:54,487 --> 00:04:56,992
Квантовая телепортация
сможет достигнуть такого прогресса,

108
00:04:56,992 --> 00:05:00,323
что однажды ваш кот сможет сбежать
в более безопасную вселенную,

109
00:05:00,323 --> 00:05:03,169
где нет физиков и коробок.