Одним из самых дерзких вызовов, который бросила квантовая физика своей классической предшественнице,является утверждение о наличии в окружающей нас реальности особого типа состояний с удивительными, прямо-таки «сверхъестественными»свойствами и возможностями.

Квантовая теория говорит о том,что в природе существует широкий класс состояний,которые не имеют никакого классического аналога,поэтому они никак не могут быть поняты и описаны в рамках классической физики.

Это «магические» состояния,которые выходят за все мыслимые рамки с точки зрения наших привычных представлений о реальности.Они получили название запутанных состояний (entangled states).

Учет этих состояний,осознание того факта,что они являются неотъемлемой частью реальности, — все это способно коренным образом изменить наше привычное миропонимание и вывести его на качественно новый уровень.Эти «фантастические» возможности квантовая теория научилась использовать на практике в технических устройствах.Некоторые из них уже вышли из физических лабораторий и находятся на стадии коммерческого производства,например,квантово-криптографические устройства.

Квантовая запутанность — состояние неразрывной целостности,единства.Обычно дают такое определение: запутанное состояние — это состояние составной системы, которую нельзя разделить на отдельные,полностью самостоятельные и независимые части.Оно является несепарабельным (неразделимым).Запутанность и несепарабельность — тождественные понятия.

Когда квантовая теория обогатилась пониманием того,что квантовая запутанность — это обычная физическая величина,и с ней можно работать,как с другими физическими величинами,такими как энергия,масса и т. д., то возникла необходимость в ее количественном описании.Запутанные состояния нужно было охарактеризовать по величине (степени) запутанности.Одним из первых такую количественную характеристику,то есть меру запутанности,ввел в 1996 году Чарльз Беннетт (с соавторами).

Любой объект,который взаимодействует со своим окружением,находится с ним в запутанном состоянии.Особо подчеркну: речь идет о любых объектах,в том числе макроскопических.Например,взаимодействуя с окружением,мы связаны с ним нелокальными квантовыми корреляциями.

Может возникнуть вопрос: почему же тогда мы не чувствуем эти корреляции,почему не ощущаем нашу квантовую запутанность?

Но дело в том,что мы прекрасно ее ощущаем,только не выделяем своим вниманием.Более того,у нас есть возможность сознательно и целенаправленно изменять меру запутанности.

По одним степеням свободы мы, например,локальны (наши тела разделены в пространстве),а по другим (в частности,можно говорить о наших чувствах или мыслях) — нелокальны,несепарабельны.

В качестве примера можно привести такую аналогию.Пусть у нас есть лист фотобумаги с непроявленным изображением — это своеобразное нелокальное состояние.Видимые формы объектов могут появиться только в том случае, если мы опустим фотобумагу в проявитель (взаимодействие с окружением).Ситуация с запутанностью лишь немного сложнее — там нет заранее отображенной «картинки» с негатива.Потенциальное изображение (и оно не одно!) как бы равномерно «размазано» по фотобумаге и поэтому невидимо.

Мера квантовой запутанности непосредственно связана с информацией,содержащейся в системе,которая может быть выражена количественно,например,через энтропию фон Неймана для чистых состояний.Связь между квантовой информацией и запутанностью позволяет описывать систему в терминах информации.В этом случае физические процессы усиления и уменьшения квантовой запутанности между составными частями системы рассматриваются как процессы обмена информацией между системой и ее окружением.