Неклассические корреляции между квантовыми системами, обеспечивающие координацию, визуализацию или извлечение энергии.Квантовая корреляция — это статистическая зависимость между измерениями, проводимыми над раздельными квантовыми системами, которую невозможно объяснить в рамках классической физики. В отличие от обычных корреляций, возникающих из-за общих причин или прямых влияний, квантовые корреляции могут быть сильнее, чем допускает любая модель со скрытыми локальными переменными, — явление, количественно описываемое неравенствами Белла. Эти корреляции лежат в основе квантовой запутанности, когда состояние одной частицы неразрывно связано с состоянием другой независимо от расстояния, и обеспечивают такие протоколы, как квантовая телепортация и сверхплотное кодирование.
Концепция была формализована в 1930-х годах в парадоксе Эйнштейна — Подольского — Розена, а теорема Джона Белла 1964 года превратила её в проверяемое предсказание. Эксперименты Алена Аспе в 1980-х годах подтвердили нарушение неравенств Белла, установив, что квантовые корреляции — реальное физическое явление.
Квантовые корреляции возникают из принципа суперпозиции: составная система может находиться в состоянии, которое не является простым произведением состояний отдельных частиц, то есть частицы не имеют определённых свойств до измерения. При измерении результаты по отдельности случайны, но совместно они идеально или сильно коррелированы, что нарушает классические ограничения. Это происходит потому, что волновая функция описывает всю систему, а не только её части, и измерение коллапсирует её глобально, мгновенно связывая результаты.
Квантовые корреляции обеспечивают безопасное распределение квантовых ключей, квантовую телепортацию и улучшенные методы визуализации, такие как призрачная визуализация, где изображение формируется из фотонов, которые никогда не взаимодействовали с объектом.
Квантовые корреляции могут быть настолько сильными, что позволяют двум сторонам генерировать общие случайные числа, которые, как можно доказать, являются приватными, даже если подслушиватель обладает неограниченной вычислительной мощностью.
| q | переменная | энтропийный индекс, характеризующий неэкстенсивность — entropic index |
| p_i | переменная | вероятность микросостояния i — вероятность |
| W | переменная | число доступных микросостояний — number of states |
| S_q | переменная | энтропия Тсаллиса — энтропия Дж/К |
| k | константа | постоянная Больцмана (или обобщённая постоянная в зависимости от контекста) — постоянная Больцмана = 1.380649e-23 Дж/К |
| ∑ | оператор | суммирование по всем микросостояниям — суммирование |
| [\text{X/Y}] | переменная | Отношение содержания элемента X к Y относительно солнечного — отношение содержаний |
| [\text{Z/Y}] | переменная | Отношение содержания элемента Z к Y относительно солнечного — отношение содержаний |
| a | переменная | Наклон корреляции — безразмерный |
| b | переменная | Пересечение корреляции — безразмерный |
| I(A;B) | переменная | Взаимная информация между подсистемами A и B — mutual information бит |
| S(A) | переменная | Энтропия подсистемы A — энтропия бит |
| S(B) | переменная | Энтропия подсистемы B — энтропия бит |
| S(A ∪ B) | переменная | Энтропия объединённой системы A и B — энтропия бит |
| ∪ | оператор | Объединяет две подсистемы в одну совместную систему — set union |
| C(t) | переменная | Нормированная автокорреляционная функция наблюдаемой A — корреляционная функция |
| A(t) | переменная | Значение наблюдаемой A в момент времени t — наблюдаемая величина varies |
| A(0) | переменная | Значение наблюдаемой A в начальный момент времени — наблюдаемая величина varies |
| ⟨...⟩ | оператор | Усредняет произведение по статистическому ансамблю начальных условий — ансамблевое среднее |
| S | переменная | Действие теории — действие Дж·с |
| g | переменная | Определитель метрического тензора пространства-времени — metric determinant |
| φ | переменная | Скалярное поле, не минимально связанное с гравитацией — скалярное поле |
| R | переменная | Скалярная кривизна Риччи — ricci scalar 1/м² |
| ∂φ | переменная | Градиент скалярного поля — field gradient 1/м |
| ∫ d⁴x | оператор | Интегрирование по четырехмерному пространству-времени — four dimensional integral |
| √(-g) | оператор | Множитель элемента объема для искривленного пространства-времени — sqrt negative metric determinant |
| (∂φ)² | оператор | Кинетический член скалярного поля, свертка его градиента с самим собой — kinetic term |
