1المعهد الدولي للفيزياء ، الجامعة الفيدرالية في ريو غراندي دو نورتي ، 59078-970 ، ناتال ، البرازيل
2Departamento de Computação ، Universidade Federal Rural de Pernambuco ، 52171-900 ، ريسيفي ، بيرنامبوكو ، البرازيل
3كلية الفيزياء والفلك ، جامعة ليدز ، ليدز LS2 9JT ، المملكة المتحدة
4كلية العلوم والتكنولوجيا ، الجامعة الفيدرالية في ريو غراندي دو نورتي ، ناتال ، البرازيل
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
تبرز مشكلة قياس الكم سيئة السمعة صعوبة التوفيق بين افتراضين كميين: التطور الأحادي لأنظمة الكم المغلقة وانهيار الدالة الموجية بعد القياس. تم تسليط الضوء على هذه الإشكاليات بشكل خاص في تجربة فكرية صديق Wigner ، حيث يؤدي عدم التطابق بين التطور الوحدوي وانهيار القياس إلى أوصاف كمومية متضاربة لمراقبين مختلفين. أثبتت نظرية عدم الانطلاق الحديثة أن الإحصائيات (الكمية) الناشئة عن سيناريو صديق Wigner الممتد غير متوافقة عندما يحاول المرء أن يجمع بين ثلاثة افتراضات غير ضارة ، وهي عدم الحتمية الفائقة ، واستقلالية المعلمة ، والحتمية المطلقة للأحداث المرصودة. بناءً على هذا السيناريو الممتد ، نقدم مقياسين جديدين لعدم حتمية الأحداث. الأول يعتمد على تحلل EPR2 ، والثاني يتضمن استرخاء فرضية المطلق المفترضة في نظرية no-go المذكورة أعلاه. لإثبات أن الارتباطات الكمية يمكن أن تكون غير مطلقة إلى أقصى حد وفقًا للمحددين الكميين ، نظهر أن متباينات بيل المقيدة (وتخفيفها) هي أيضًا قيود صالحة لتجربة Wigner.
ملخص شعبي
لتوضيح المشكلة ، اقترح الفيزيائي المجري الأمريكي يوجين فيجنر في عام 1961 تجربة خيالية تسمى الآن تجربة صديق ويغنر. تشارلي ، مراقب معزول في مختبره ، يقوم بقياس نظام كمي في تراكب حالتين. حصل بشكل عشوائي على إحدى نتيجتي القياس المحتملتين. في المقابل ، تعمل أليس كمراقب خارق ، وتصف صديقتها تشارلي ، المختبر والنظام الذي يتم قياسه كنظام كمي مركب كبير. لذلك ، من وجهة نظر أليس ، صديقتها تشارلي موجودة في تراكب متماسك ، متشابك مع نتيجة قياسه. وهذا يعني ، من وجهة نظر أليس ، أن الحالة الكمومية لا تربط قيمة محددة جيدًا بنتيجة قياس تشارلي. وبالتالي ، فإن هذين الوصفين ، أي وصف أليس أو وصف صديقتها تشارلي ، يؤديان إلى نتائج مختلفة ، والتي يمكن من حيث المبدأ مقارنتها تجريبياً. قد يبدو الأمر غريبًا بعض الشيء ، لكن هنا تكمن المشكلة: ميكانيكا الكم لا تخبرنا أين نرسم الخط الفاصل بين العالمين الكلاسيكي والكمي. من حيث المبدأ ، تنطبق معادلة شرودنغر على الذرات والإلكترونات وكذلك على الأشياء العيانية مثل القطط والأصدقاء من البشر. لا شيء في النظرية يخبرنا بما يجب تحليله من خلال التطورات الوحدوية أو شكليات مشغلي القياس.
إذا تخيلنا الآن اثنين من المراقبين الخارقين ، وصفهما أليس وبوب ، كل منهما يقيس مختبره الخاص الذي يحتوي على أصدقائه ، تشارلي وديبي والأنظمة التي يقيسونها ، يجب أن تكون الإحصائيات التي حصل عليها أليس وبوب كلاسيكية ، أي لا ينبغي تكون قادرة على انتهاك أي عدم مساواة في بيل. بعد كل شيء ، من خلال افتراض القياس ، كان من المفترض أن يتم إطفاء كل الأنظمة غير الكلاسيكية للنظام عندما أجرى تشارلي وديبي قياساتهما. رياضيا ، يمكننا وصف هذا الموقف من خلال مجموعة من الفرضيات. الفرضية الأولى هي حتمية الأحداث (AoE). كما هو الحال في تجربة بيل ، ما لدينا وصول تجريبي إليه هو توزيع الاحتمالات ص (أ ، ب | س ، ص) ، نتائج قياس أليس وبوب ، بالنظر إلى أنهما قاما بقياس معين يمكن ملاحظته. ولكن إذا كانت القياسات التي أجراها المراقبون أحداثًا مطلقة حقًا ، فيجب أن يأتي هذا الاحتمال الملحوظ من احتمال مشترك يمكن من خلاله أيضًا تحديد نتائج قياس تشارلي وديبي. عندما يتم دمجها مع افتراضات استقلالية القياس وعدم وجود إشارات ، تؤدي AoE إلى قيود قابلة للاختبار تجريبياً ، وهي عدم مساواة بيل التي تنتهكها الارتباطات الكمية ، مما يثبت عدم توافق نظرية الكم مع اقتران مثل هذه الافتراضات.
في هذه الورقة ، نوضح أنه يمكننا التخفيف من افتراض AoE وما زلنا نحصل على انتهاكات كمية لمتباينات بيل المقابلة. من خلال النظر في طريقتين مختلفتين ومتكاملتين لتقدير استرخاء AoE ، نحدد كم يجب أن تختلف التنبؤات من المراقب والمراقب الفائق من أجل إعادة إنتاج التنبؤات الكمية لمثل هذه التجربة. في الواقع ، كما أثبتنا ، لإعادة إنتاج الارتباطات المحتملة التي تسمح بها ميكانيكا الكم ، يجب أن يكون هذا الانحراف بحد أقصى ، بما يتوافق مع الحالة التي تكون فيها نتائج قياس أليس وتشارلي أو بوب وديبي غير مترابطة تمامًا. بمعنى آخر ، تسمح نظرية الكم بأحداث غير مطلقة إلى أقصى حد.
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] إ. ب. وينر ، مشكلة القياس ، المجلة الأمريكية للفيزياء 31 ، 6 (1963).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1969254
[2] شلوشاور ، فك الترابط ، مشكلة القياس ، وتفسيرات ميكانيكا الكم ، مراجعات الفيزياء الحديثة 76 ، 1267 (2005).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.76.1267
[3] MF Pusey ، صديق غير متناسق ، Nature Physics 14 ، 977-978 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41567-018-0293-7
[4] إ. ب. وينر ، ملاحظات حول مسألة العقل والجسد ، في التأملات والتوليفات الفلسفية (سبرينغر ، 1995) ص 247-260.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-78374-6_20
[5] إيفريت ، صياغة "الحالة النسبية" لميكانيكا الكم ، تفسير العوالم المتعددة لميكانيكا الكم ، 141 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1515 / 9781400868056 حتي 003،XNUMX
[6] Bohm and J. Bub ، حل مقترح لمشكلة القياس في ميكانيكا الكم بواسطة نظرية متغيرة خفية ، مراجعات للفيزياء الحديثة 38 ، 453 (1966).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.38.453
[7] S. Hossenfelder and T. Palmer، Rethinking superderminism، Frontiers in Physics 8، 139 (2020).
https: / / doi.org/ 10.3389 / fphy.2020.00139
[8] هوفت ، افتراض الإرادة الحرة في ميكانيكا الكم ، arXiv preprint quant-ph / 0701097 (2007).
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.quant-ph / 0701097
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 0701097
[9] H. Price ، نماذج لعبة للسببية الرجعية ، دراسات في تاريخ وفلسفة العلوم الجزء ب: دراسات في تاريخ وفلسفة الفيزياء الحديثة 39 ، 752 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.shpsb.2008.05.006
[10] إتش بي ستاب ، تفسير كوبنهاغن ، المجلة الأمريكية للفيزياء 40 ، 1098 (1972).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1986768
[11] روفيلي ، ميكانيكا الكم العلائقية ، المجلة الدولية للفيزياء النظرية 35 ، 1637 (1996).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF02302261
[12] CM Caves، CA Fuchs، and R. Schack ، احتمالات الكم كاحتمالات بايزية ، مراجعة فيزيائية أ 65 ، 022305 (2002).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.022305
[13] A. Bassi و G. Ghirardi ، نماذج الاختزال الديناميكي ، تقارير الفيزياء 379 ، 257 (2003).
https://doi.org/10.1016/S0370-1573(03)00103-0
[14] GC Ghirardi، A. Rimini، and T. Weber، Unified Dynamics for Microscopic and macroscopic systems، Physical review D 34، 470 (1986).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.34.470
[15] R. Penrose ، حول دور الجاذبية في اختزال الحالة الكمومية ، النسبية العامة والجاذبية 28 ، 581 (1996).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF02105068
[16] C. Brukner ، حول مشكلة القياس الكمي (2015) ، arXiv: 1507.05255 [quant-ph].
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1507.05255
أرخايف: 1507.05255
[17] Č. بروكنر ، نظرية لا تذهب للحقائق المستقلة للمراقب ، إنتروبي 20 ، 350 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.3390 / e20050350
[18] EG Cavalcanti و HM Wiseman ، تداعيات انتهاك الود المحلي للسببية الكمومية ، إنتروبيا 23 ، 10.3390 / e23080925 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.3390 / e23080925
[19] فراوتشيغر و ر. رينر ، لا يمكن لنظرية الكم أن تصف باستمرار استخدام نفسها ، اتصالات الطبيعة 9 ، 1 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05739-8
[20] PA Guérin، V. Baumann، F. Del Santo، and Č. بروكنر ، نظرية لا تذهب للواقع المستمر لإدراك أصدقاء Wigner ، فيزياء الاتصالات 4 ، 1 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42005-021-00589-1
[21] ر.هيلي ، نظرية الكم وحدود الموضوعية ، أسس الفيزياء 48 ، 1568 (2018).
https://doi.org/10.1007/s10701-018-0216-6
[22] برويتي ، أ.بيكستون ، إف.غرافيتي ، ب.بارو ، دي.كونديس ، سي.برانسيارد ، إم.رينجباور ، وأ.فدريزي ، اختبار تجريبي لاستقلال المراقب المحلي ، تقدم العلوم 5 ، eaaw9832 (2019)
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aaw9832
[23] سوكوفسكي وماركيفيتش ، الفيزياء والميتافيزيقيا لأصدقاء ويغنر: حتى القياسات الأولية التي تم إجراؤها ليس لها نتائج ، رسائل المراجعة الفيزيائية 126 ، 130402 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.130402
[24] EG Cavalcanti ، المنظر من فقاعة Wigner ، أسس الفيزياء 51 ، 1 (2021).
https://doi.org/10.1007/s10701-021-00417-0
[25] K.-W. بونغ ، أ. أوتريراس-ألاركون ، ف. غفاري ، ي. Liang، N. Tischler، EG Cavalcanti، GJ Pryde، and HM Wiseman ، نظرية قوية لعدم الانطلاق حول مفارقة صديق Wigner ، Nature Physics 16 ، 1199 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0990-X
[26] Z.-P. Xu، J. Steinberg، HC Nguyen، and O. Gühne، No-go theorem بناءً على معلومات غير كاملة من Wigner عن صديقه (2021) ، arXiv: 2111.15010 [quant-ph].
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2111.15010
أرخايف: 2111.15010
[27] Nuriya Nurgalieva and Lídia del Rio، Inadequacy of Modal Logic in Quantum Settings (2018)، arXiv: 1804.01106 [quant-ph].
الشبكي: / / doi.org/ 10.4204 / EPTCS.287.16
أرخايف: 1804.01106
[28] Veronika Baumann و Flavio Del Santo و Alexander RH Smith و Flaminia Giacomini و Esteban Castro-Ruiz و Caslav Brukner ، قواعد الاحتمالية المعممة من صياغة خالدة لسيناريوهات أصدقاء Wigner ، الكم 5 ، 594 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-08-16-524
[29] شبيبة بيل ، حول مفارقة آينشتاين بودولسكي روزن ، الفيزياء الفيزيائية Fizika 1 ، 195 (1964).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195
[30] AC Elitzur، S. Popescu، and D. Rohrlich، Quantum nonlocality for each pair in a groups، Physics Letters A 162، 25 (1992).
https://doi.org/10.1016/0375-9601(92)90952-I
[31] إس إل براونشتاين وكهوف سي إم ، التخلص من التفاوتات الجرسية الأفضل ، حوليات الفيزياء 202 ، 22 (1990).
https://doi.org/10.1016/0003-4916(90)90339-P
أ. غرامة ، المتغيرات المخفية ، الاحتمال المشترك ، والمتباينات الجرسية ، رسائل المراجعة الفيزيائية 48 ، 291 (1982).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.48.291
[33] MJ Hall ، نموذج حتمية محلي لارتباطات الحالة المفردة على أساس استرخاء استقلالية القياس ، رسائل المراجعة المادية 105 ، 250404 (2010 أ).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.250404
[34] R. Chaves و R. Kueng و JB Brask و D. Gross ، إطار موحد لتخفيف الافتراضات السببية في نظرية بيل ، فيز. القس ليت. 114 ، 140403 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.140403
[35] MJ Hall and C. Branciard ، تكلفة الاعتماد على القياس لعدم التمركز الجرس: النماذج السببية مقابل النماذج الرجعية ، المراجعة الفيزيائية أ 102 ، 052228 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.052228
[36] R. Chaves و G. Moreno و E. Polino و D. Poderini و I. Agresti و A. Suprano و MR Barros و G. Carvacho و E. Wolfe و A. Canabarro و RW Spekkens و F. Sciarrino و Causal شبكات و حرية الاختيار في نظرية الجرس ، PRX Quantum 2 ، 040323 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040323
[37] S. Popescu و D. Rohrlich ، عدم التمركز الكمي كبديهية ، أسس الفيزياء 24 ، 379 (1994).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF02058098
[38] M. Fitzi، E. Hänggi، V. Scarani، and S. Wolf، The non-locality of n noisy popescu-rohrlich box، Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 43، 465305 (2010).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/43/46/465305
[39] ND Mermin ، تشابك كمي شديد في تراكب لحالات متمايزة عيانيًا ، فيز. القس ليت. 65 ، 1838 (1990).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.65.1838
[40] N. Brunner، D. Cavalcanti، S. Pironio، V. Scarani، and S. Wehner، Bell nonlocality، Reviews of Modern Physics 86، 419–478 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419
[41] قاعة MJW ، مساهمات تكميلية من اللاحتمية والإشارة إلى الارتباطات الكمية ، فيز. القس أ 82 ، 062117 (2010 ب).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.82.062117
[42] S. Wehner ، حدود Tsirelson للتفاوتات المعممة clauser-horne-shimony-holt ، Phys. القس أ 73 ، 022110 (2006).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.022110
[43] أ. آينشتاين ، ب. بودولسكي ، ون. روزين ، هل يمكن اعتبار الوصف الميكانيكي الكمومي للواقع المادي مكتملاً ؟، مراجعة الفيزيائية 47 ، 777 (1935).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.47.777
[44] JI De Vicente ، حول عدم التواجد كنظرية موارد ومقاييس عدم تحديد الموقع ، مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والنظرية 47 ، 424017 (2014).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/47/42/424017
[45] SGA Brito و B. Amaral و R. Chaves ، قياس عدم تموضع الجرس بمسافة التتبع ، فيز. القس أ 97 ، 022111 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022111
[46] E. Wolfe، D. Schmid، AB Sainz، R. Kunjwal، and RW Spekkens، Quantifying bell: The Resource Theory of nonclassicality of nonclassical of Common-reason Boxes، Quantum 4، 280 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-06-08-280
[47] JB Brask and R. Chaves ، سيناريوهات بيل مع التواصل ، مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والنظرية 50 ، 094001 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8121 / aa5840
[48] I. Šupić ، R. Augusiak ، A. Salavrakos and A. Acín ، بروتوكولات الاختبار الذاتي القائمة على عدم المساواة في بيل ، New Journal of Physics 18 ، 035013 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/3/035013
دليلنا يستخدم من قبل
[1] Thaís M. Acácio and Cristhiano Duarte ، "تحليل تنبؤات الشبكة العصبية لتحفيز التشابك الذاتي" ، أرخايف: 2112.14565.
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2022-08-26 10:13:55). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2022-08-26 10:13:53).
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
