Итак, в современном медиа-пространстве множится миф, о том что квантовая физика доказала, что человек способен своими действиями в настоящем изменить события прошлого. И ссылаются все эти мифотворцы на эксперименты с квантовым ластиком и отложенным выбором.
Эта статья не призвана бороться с этим массовым потоком бреда. Она нацелена на людей любознательных, которым интересно узнать, в чем же суть и необычность результатов этого эксперимента, ибо просто загуглить такую тему и понять смысл представляется сомнительным.
Также оговорюсь, что по умолчанию подразумевается , что читатель знаком с основными понятиями квантовой механики хотя бы в первом приближении.

Двухщелевой эксперимент с квантовым ластиком и отложенным выбором.

Это схема экспериментальной установки.

Не пугайтесь сложности схемы, я все пошагово объясню.

Лазер выпускает фотоны, которые пролетают через преграду с двумя щелями.

В класическом варианте двухщелевого эксперимента фотоны, пролетая через щели без детектирования через какую именно щель они пролетели, проявляют волновые свойства и интерференционную картину (полосатые следы на детекторе). Если же детектировать через какую именно щель пролетают те или иные фотоны, то они проявляют свойство частицы и оставляют пучковые следы на детекторе.

Пример интерференционного следа и пучкового следов в двухщелевом эксперименте.

В описываемом нами эксперименте фотоны без детектирования пролетают щели, но после щелей попадают на кристал бета-бората бария, который преобразует каждый фотон в два запутанных ортогонально (перпендикулярно друг другу) поляризованных фотона, каждый с половинной частотой исходного фотона.

За кристалом размещена призма, которая в зависимости от поляризации направляет фотоны вверх или вниз.

Сооветственно эти пары запутанных фотонов, образовавшихся из начального фотона, пролетевшего через щель, летят в разные стороны.

Фотоны, полетевшие вверх, попадают через линзу, смешивающую их траектории в детектор D(0). Их назовем сигнальными фотонами.

Фотоны, полетевшие вниз, летят к светоделителям BS(a) и BS (b) (зеленые прямоугольники на схеме). Назовем их холостыми фотонами.

Расстояние до верхнего детектора D(0) меньше , чем до светоделителей.

Сигнальные фотоны, попадая на детектор D(0), должны оставлять по классическому представлению интерференционный след, поскольку по ним нет информации о траектории их движения благодаря линзе и неизвестно через какую щель они пролетали. Информация о том какую именно щель прошел фотон стерта. Этот эффект и называется в квантовой физике "квантовым ластиком".

Холостые фотоны, тем временем, как мы уже говорили, летят вниз в сторону светоделителей. Каждый из них запутан с соответствующим сигнальным фотоном, улетевшим вверх.

На пути холостых фотонов к светоделителям размещаем призму PS, которая отклоняет их траектории движения. Те что проходили верхнюю щель летят в одну сторону, те что из нижней щели летят в другую сторону.
Таким образом мы сохраняем информацию о траектории холостых фотонов и знаем какой из них через какую щель прошел, т.е. они детектированы.

После призмы они влетают в светоделители. Фотон из верхней щели на светоделительBS(a) , а из нижней на светоделитель BS (b) (светоделитель это такое устройство, которое с 50% вероятностью пропустит фотон или с 50% вероятностью его отразит).

Отраженные светоделителями BS(a) и BS(b) фотоны летят в детекторы D(3) и D(4). Пути этих фотонов ясны, информация о том, через какую щели они пролетали сохранена.

В детектор D(4) прилетают фотоны из верхней щели , а в детектор D(3) из нижней.

Соответственно, по идее, они должны образовывать пучковый след.
И тут теоретически возникает противоречие, ведь связанные с ними сигнальные (улетевшие вверх) фотоны уже попали в детектор и поскольку на момент попадания траектория сигнальных фотонов была неизвестна , то они должны оставлять интерференционный след. С другой стороны сигнальные (верхние) и холостые (нижние) фотоны запутанны друг с другом и должны осталять одинаковые следы.

Какие следы были оставлены в реальности опишу позже. Пока вернемся у эксперименту.

У нас еще остались холостые фотоны которые пролетели сквозь светоделители BS(a) и BS(b). Напоминаю, что у светоделителя 50% вероятность пропустить фотон или отразить.
Итак, те что пролетели насквозь тоже не оставим без дела. На их пути размещены зеркала М(а) и М(b).

Эти зеркала расположены так, чтобы изменить их траектории и направить все пролетевшие насквозь фотоны в третий светоделитель BS(c). Он соответственно половину их пропустит, а половину отразит.
Что это нам дает? Мы опять получаем эффект квантового ластика для этих фотонов. Зеркалами мы направляем поток фотонов из нижней щели и из верхней щели на один общий светоделитель, который половину потока фотонов пропустит, а половину отразит, но какие именно будут пропущены , а какие отражены нам неизвестно. Фотоны из верхней и нижней щели смешались , информация об их пути стерта.

На пути этих пропущенных и отраженных третьим светоделителем фотонов разместим также детекторы D(1) и D(2). Поскольку после третьего светоделителя непонятно какие куда полетели, то непонятно и через какую из щелей они первоначально проходили. Т.е. они должны оставлять на детекторах интерференционную картину.

Итак, суммирую.

Сигнальные (верхние на схеме) из запутанных фотонов, смешанные через линзу влетели в детектор еще до того, как нижние прошли через свои светоделители. Через какие щели они вначале проходили неясно и они должны оставлять интерференционный след на детекторе.
Нижние у нас разделились на две группы. Первая группа, это те, чьи траектории понятны и ясно через какую щель они пролетали и они должны по идее оставлять на детекторах D(3) и D(4) пучковый след, хотя это, с другой стороны, противоречило бы интерференционному следу связанных с ними сигнальных фотонов.
Вторая группа это те нижние чьи траектории смешались в третьем фотоделителе и неясно какой из них через какую щель пролетел, а значит они должны оставить на детекторах D(1) и D(2) интерференционный след.

Какие же результаты показал эксперимент?

Еще раз повторю, что длина до детектора верхних фотонов на 2,5м короче и они влетают в детектор на 8 наносекунд раньше, чем запутанные с ними холостые фотоны влетают в свои детекторы.

Итак, с использованием счетчика совпадений, выяснилось что холостые фотоны, у которых неизвестна траектория (фотоны с детекторов D(1) и D(2)) показывали интерференционную картину и сигнальные фотоны, запутанные с ними также давали интерференционный след.

А нижние фотоны с детекторов D(3) и D(4), у которых была понятна траектория и сохранялась информация через какую щель они пролетали, оставляли пучковый след. Сигнальные фотоны, связанные с ними, также оставляли пучковый след, хотя траектория на момент попадания сигнальных фотонов в детектор еще была неизвестна.

Важные детали, которые стоит учитывать.

В верхнем детекторе D(0) общая картина полностью перемешана сама по себе. Это всегда яркая центральная полоса.

Вычленить пучковые следы или интерференционные в верхнем детекторе можно только после получения результатов с нижних детекторов и сопоставления их с верхними через счетчик совпадений.

Другими словами хотя сигнальные фотоны и прилетают раньше в свой детектор, но обнаружить пучковость или интерференцию следов возможно только после того, как связанные с ними холостые фотоны долетят до своих нижних детекторов.

Сами по себе фотоны в верхнем детекторе оставляют общий яркий след, а не интерференционный.

Даже если убрать те холостые фотоны, траектории которых известны и оставить только холостые со стертой траекторией, которые дают интерференцию на своих нижних детекторах, на верхнем все равно интерференция сама по себе не появляется, а остается яркий общий след.
Это происходит потому, что интерференции холостых фотонов идут в противофазе (там где у холостых фотонов с одного детектора яркие полосы, у холостых с другого темные и наоборот) и если их совместить , то получится просто яркое пятно, которое и отображается на верхнем детекторе.

Вот графики и изображения интерференционных и пучковых следов с нижних детекторов.

Как видите, если совместить интерференционные следы R(01) и R(02) нижних детекторов, то получится просто яркая полоса, которую и выдает верхний.

Это относится к вопросу о ретропричинности.
Получается, что информационной ретропричинности нет. Информация может быть считана, только после анализа всех фотонных следов.
Интерференцию или пучковость в верхнем детекторе можно вычленить только после получения информации с нижних детекторов и сопоставления через счетчик совпадений с верхними следами.

Если говорить о ретропричинности самих событий, то тут можно как утверждать, что траектория холостого фотона в настоящем определила место попадания сигнального фотона в прошлом, так и утверждать, что место попадание сигнального фотона в прошлом, определило траекторию холостого фотона в настоящем. Утверждения равнозначны.