Когда вы слышите о квантовой запутанности, может показаться, что это — открытие последних десятилетий. На самом деле, впервые подозрения о странной связи между частицами появились ещё в 1920–1930-х годах, когда сама квантовая механика только рождалась. Но происходило это не в лабораториях — а за письменными столами учёных, пытавшихся осмыслить необычную логику микромира.
Всё началось с волновой функции
Один из ключевых элементов будущей запутанности появился ещё в 1926 году, когда Эрвин Шрёдингер предложил своё знаменитое волновое уравнение. Оно описывало поведение квантовой частицы не как чёткую траекторию, а как волновую функцию — особую математическую конструкцию, показывающую вероятность обнаружить частицу в том или ином состоянии.
Оказалось, что частица не обязательно «находится» в каком-то одном месте или состоянии. До измерения она может существовать в суперпозиции — быть как бы «размазанной» по множеству вариантов одновременно. Это было первым намёком на то, что в микромире действуют совсем иные правила, чем в привычной нам реальности.
Но настоящая странность возникла, когда физики поняли: если у вас есть две частицы, которые когда-то взаимодействовали, то их общая волновая функция не обязательно распадается на две отдельные. Это означало, что даже на расстоянии частицы остаются связанными — то есть система ведёт себя как единое целое.
Первое столкновение: Эйнштейн и парадокс EPR (1935)
Идея, что частицы могут оставаться связаны на расстоянии, по-настоящему поразила Альберта Эйнштейна. В 1935 году он вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном опубликовал статью, где описал мысленный эксперимент: вы измеряете свойство одной частицы, и мгновенно узнаёте свойство второй, хотя между ними уже нет физического контакта.
Этот эффект был не открыт в лаборатории, а выведен логически из самой структуры квантовой теории.
«Как так? — возмущался Эйнштейн. — Разве может происходить что-то в одной точке Вселенной, мгновенно влияя на что-то в другой? Это нарушает причинность!»
Он называл это жутким действием на расстоянии (spooky action at a distance) и считал, что квантовая теория попросту неполна. Он предполагал, что существуют скрытые параметры, которые заранее определяют поведение частиц — просто мы их ещё не знаем. Но тем самым он и его коллеги первыми обозначили явление, которое позже назовут квантовой запутанностью..
Термин появляется позже, но эффект уже ясен
Сам термин «entanglement» (англ. «запутанность») предложил Эрвин Шрёдингер в том же 1935 году, в ответ на статью Эйнштейна. Он писал:
«Лучшее, что квантовая теория может дать для двух систем, это общее описание — и ни одно из описаний не относится к частям по отдельности».
Именно Шрёдингер первым официально ввёл понятие запутанного состояния — системы, в которой нет индивидуальных свойств, только общее.
Когда это впервые увидели в экспериментах?
Хотя идея существовала с 1930-х, техническая возможность проверить её в лаборатории появилась только через много лет. Первый серьёзный эксперимент по проверке запутанности провёл Ален Аспе во Франции — в 1981–1982 годах.
Он генерировал пары запутанных фотонов и измерял их поляризацию. Результаты не подчинялись обычной статистике и нарушали неравенство Белла, подтверждая: между частицами действительно существует неместная связь.
Резюмируя: физики впервые узнали о квантовой запутанности не в лаборатории, а из логики самой квантовой теории. Они столкнулись с тем, что волновая функция двух частиц может описывать их как одно целое, даже если частицы находятся на расстоянии.
Это открытие начиналось как философский парадокс, вызвавший острый спор между Эйнштейном и Бором. Но спустя десятилетия оказалось: эта странная связь — не ошибка, а фундаментальное свойство мира, которое сегодня активно изучается и используется в реальных технологиях.
