Незважаючи на те, що це явище описується теоріями квантової механіки і доводиться експериментально, багато вчених ставляться до нього скептично. Цей розкол у науковому світі стався ще з моменту спору Альберта Ейнштейна і Нільса Бора. Ейнштейн говорив, що квантова заплутаність - ідея занадто абсурдна і не має нічого спільного з реальністю і спостереженнями. Він називав це "примарним взаємодією" (spooky action), оскільки дана теорія йшла врозріз з його твердженням про нездоланність швидкості світла.

Сьогодні вчені з Ізраїлю експериментально довели, що можливо створити пару фотонів, що мають квантовий зв'язок, навіть якщо вони не існують в один і той же час. Тобто, до того дивовижного факту, що подібна зв'язок працює навіть на великій відстані (хоч всі 13800000000 світлових років), додається ще й тимчасовий поділ. Виходить, що взаємозв'язок двох частинок настільки сильний, що їх може розділяти і час, і простір, а квантовий зв'язок все одно буде діяти.

Квант світла, він же фотон (який одночасно представляє собою і частинку, і хвилю) може бути поляризований і, по суті, може приймати два стани: вертикальної і горизонтальної поляризації. Заплутаність виникає, якщо є парні фотони, кожен з яких може бути або горизонтально, або вертикально поляризованим. Їх квантовий зв'язок проявляється наступним чином: якщо виміряти стан одного фотона, то можна з упевненістю сказати, що стан його пари буде протилежним. Тобто, якщо частка, властивості якої ми можемо дізнатися, поляризована вертикально, то парна частка, що знаходиться хоч на іншому кінці Всесвіту, буде поляризована горизонтально, і навпаки.

Спеціаліст з квантової оптики Елі Мегідіш (Eli Megidish) і його колега Хагай Айзенберг (Hagai Eisenberg) з Єврейського університету в Єрусалимі створили квантовий зв'язок між двома фотонами, що не існували одночасно.

Вони почали зі схеми, відомої як "обмін заплутаність" (entanglement swapping). Для цього вони двічі направили промінь лазера на спеціальний кристал, щоб отримати дві пари фотонів. Отримані частинки позначили цифрами: пара 1 і 2, пара 3 і 4. Спочатку частинки 1 і 4 не мали квантового зв'язку, але вона повинна була з'явитися, як тільки вчені встановили б заплутаність між фотонами 2 і 3.

"Проекційне вимір" властивостей однієї з частинок викликає появу певного її стану, а також зміна стану парної частинки на протилежне, як у випадку з вертикальної і горизонтальною поляризацією. Таким чином, навіть якщо фотони 2 і 3 не були спочатку заплутані, шляхом вимірювань фізики додали одному з них один стан з двох, а його "напарникові" - протилежне.

Будь-яке вимірювання викликає заплутаність фотонів, навіть якщо при цьому відбувається руйнування одного з них. Отже, якщо розглядати тільки той випадок, при якому частинки 2 і 3 опиняються в одному і тому ж стані, то фотони 1 і 4 автоматично опиняються заплутаними після вимірювань. Для найкращого розуміння можна навести простий приклад: якщо у вас є ланцюг з чотирьох ланок, то при з'єднанні її крайніх ланок, серединні також виявляються пов'язаними.

Щоб створити квантову заплутаність між фотонами 1 і 4, які навіть не існували в один і той же момент, Айзенберг і його колеги для початку заплутали фотони з пари 1 і 2, а потім виміряли поляризацію фотона 1 звичайним способом. Потім вже фізики "пов'язали" частки 3 і 4 і виробили "проекційні вимірювання". Останнім етапом дослідники виміряли поляризацію фотона 4. І навіть за умови того, що фотони 1 і 4 ніколи не співіснували, квантова заплутаність все одно виявлялася між ними, повідомляють учені в препринті статті на сайті arXiv.org.

Айзенберг говорить, що навіть в умовах теорії відносності, де два спостерігача, що рухаються з різною швидкістю, по-різному сприймають послідовність подій у часі, жоден з них не скаже, що частки 1 і 4 з його експерименту колись існували одночасно.

"Наш експеримент показує, що не зовсім логічно вважати квантову заплутаність якимось реальним фізичним явищем. Оскільки два фотони ніколи не існували одночасно, неможливо стверджувати, що між ними існував зв'язок в якийсь момент часу", - розповідає Айзенберг.

Фізик з Віденського університету Антон Цайлінгер (Anton Zeilinger) вважає, що експеримент його ізраїльських колег в черговий раз доводить, як нестійкі концепції квантової механіки. "Квантові ефекти мають мало спільного з тим, що ми спостерігаємо в реальному житті кожен день", - говорить він.

І все ж прогрес у галузі квантової механіки може докорінно змінити звичне для нас життя. Наприклад, на основі дослідження Айзенберга і його колег можна буде створити нерозривний прихований зв'язок між двома користувачами, що знаходяться на великій відстані один від одного. Користувачеві на іншому кінці "дроту" не потрібно буде чекати, поки передається інформація: зміна стану протилежного фотона миттєво викличе зміну і його пари. Цайленгер також сподівається, що такі експерименти зможуть надихнути творців квантових комп'ютерів на удосконалення.