Hubungan kuantitatif antara konteks pengukuran yang berbeda

Hubungan kuantitatif antara konteks pengukuran yang berbeda

Stempel Waktu: 14 Februari 2024 6:28

Mingji dan Holger F. Hofmann

Sekolah Pascasarjana Sains dan Teknik Tingkat Lanjut, Universitas Hiroshima, Kagamiyama 1-3-1, Higashi Hiroshima 739-8530, Jepang

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Dalam teori kuantum, konteks pengukuran ditentukan oleh basis ortogonal dalam ruang Hilbert, di mana setiap vektor basis mewakili hasil pengukuran tertentu. Dengan demikian, hubungan kuantitatif yang tepat antara dua konteks pengukuran yang berbeda dapat dicirikan oleh produk dalam keadaan nonortogonal dalam ruang Hilbert tersebut. Di sini, kami menggunakan hasil pengukuran yang dimiliki oleh berbagai konteks untuk memperoleh hubungan kuantitatif spesifik antara produk dalam vektor ruang Hilbert yang mewakili konteks berbeda. Terlihat bahwa probabilitas yang menggambarkan paradoks kontekstualitas kuantum dapat diturunkan dari sejumlah kecil produk dalam, yang mengungkapkan rincian hubungan mendasar antara konteks pengukuran yang melampaui pelanggaran dasar batas nonkontekstual. Penerapan analisis kami pada ruang produk dua sistem mengungkapkan bahwa nonlokalitas keterjeratan kuantum dapat ditelusuri kembali ke produk dalam lokal yang mewakili hubungan antara konteks pengukuran hanya dalam satu sistem. Hasil kami dengan demikian menunjukkan bahwa fitur-fitur penting nonklasik mekanika kuantum dapat ditelusuri kembali ke perbedaan mendasar antara superposisi kuantum dan alternatif klasik.

Hubungan kuantitatif antara konteks pengukuran yang berbeda PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Gambar unggulan: Diagram konteks pengukuran termasuk hasil pengukuran yang diperoleh dalam ruang produk dari dua sistem dua tingkat. Paradoks Hardy kemudian dapat diturunkan dari hubungan kuantitatif yang diwakili oleh produk dalam antara konteks pengukuran ini.

Ringkasan populer

Kontekstualitas kuantum membuktikan bahwa sistem kuantum tidak dapat dijelaskan dengan realitas pengukuran yang independen. Namun, masih menjadi misteri bagaimana formalisme kuantum dapat menggantikan gagasan konvensional tentang realitas dengan hubungan mendasar yang tidak memerlukan realitas yang telah ditentukan sebelumnya mengenai sifat fisik yang dapat diamati. Di sini, kami menyelidiki bagaimana superposisi kuantum mendefinisikan hubungan antara konteks pengukuran yang berbeda dan memperoleh hubungan kuantitatif yang tepat yang secara langsung bertentangan dengan identifikasi komponen keadaan kuantum dengan realitas yang tidak teramati.

Hubungan kuantitatif antara konteks pengukuran yang berbeda diberikan oleh produk dalam dari vektor ruang Hilbert yang menggambarkan hasil pengukuran setiap konteks. Biasanya, produk dalam ini menentukan probabilitas pengukuran yang berkaitan dengan persiapan keadaan dengan hasil pengukuran. Dengan menerapkan hubungan ini pada berbagai konteks, kami menunjukkan bahwa produk dalam memperkenalkan hubungan kuantitatif yang tepat antara hasil pengukuran dalam konteks yang berbeda, sehingga menghasilkan hubungan paradoks yang secara luas dipandang sebagai bukti kontekstualitas kuantum. Hasil ini juga berlaku untuk non-lokalitas kuantum, di mana kita dapat memperoleh probabilitas pengamatan paradoks Hardy berdasarkan hasil kali dalam dari dua vektor keadaan yang mewakili hasil pengukuran lokal yang tidak kompatibel.

Analisis kami menunjukkan bahwa kontekstualitas dan non-lokalitas kuantum dapat dijelaskan dalam kaitannya dengan hubungan kuantitatif mendasar antara berbagai konteks pengukuran yang dijelaskan oleh produk dalam antara vektor keadaan yang mewakili hasil dari konteks pengukuran ini. Selain itu, ini memberikan pendekatan terpadu yang memberikan hubungan kuantitatif yang tepat antara hasil pengukuran dari pengukuran yang tidak kompatibel. Pendekatan baru kami mungkin memegang kunci untuk pemahaman yang lebih mendalam tentang hakikat realitas pada tingkat kuantum.

โ–บ data BibTeX

โ–บ Referensi

[1] JS Bell. Tentang paradoks Einstein Podolsky Rosen. Fisika Fisika Fizika, 1(3):195, 1964. doi:10.1103/โ€‹FisikaFizikaFizika.1.195.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195

[2] S. Kochen dan EP Specker. Masalah variabel tersembunyi dalam mekanika kuantum. J.Matematika. Mech., 17:59โ€“87, 1967. doi:10.1007/โ€‹978-3-0348-9259-9_21.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹978-3-0348-9259-9_21

[3] A. Cabello. Kontekstualitas kuantum yang tidak bergantung pada keadaan dan dapat diuji secara eksperimental. Fis. Pendeta Lett., 101:210401, November 2008. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.101.210401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.210401

[4] Piotr Badziaฬงg, Ingemar Bengtsson, Adan Cabello, dan Itamar Pitowsky. Universalitas pelanggaran ketidaksetaraan korelasi yang bergantung pada negara untuk teori nonkontekstual. Fis. Pendeta Lett., 103:050401, Juli 2009. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.103.050401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.050401

[5] M. Kleinmann, C. Budroni, J. Larsson, O. Gรผhne, dan A. Cabello. Ketimpangan optimal untuk kontekstualitas yang tidak bergantung pada negara. Fis. Rev. Lett., 109:250402, Des 2012. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.109.250402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.250402

[6] AK Pan, M. Sumanth, dan PK Panigrahi. Pelanggaran kuantum terhadap ketidaksetaraan nonkontekstual entropik dalam empat dimensi. Fis. Rev.A, 87:014104, Jan 2013. doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.87.014104.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.014104

[7] H.-Y. Su, J.-L. Chen, dan Y.-C. Liang. Mendemonstrasikan kontekstualitas kuantum dari partikel yang tidak dapat dibedakan oleh satu kelompok ketidaksetaraan nonkontekstualitas. Laporan Ilmiah, 5(1):11637, Juni 2015. doi:10.1038/โ€‹srep11637.
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep11637

[8] R. Kunjwal dan RW Spekkens. Dari teorema kochen-specker hingga ketidaksetaraan nonkontekstualitas tanpa asumsi determinisme. Fis. Pendeta Lett., 115:110403, Sep 2015. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.115.110403.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.110403

[9] Z.-P. Xu, D.Saha, H.-Y. Su, M. Pawล‚owski, dan J.-L. Chen. Merumuskan kembali kesenjangan nonkontekstualitas dalam pendekatan operasional. Fis. Rev.A, 94:062103, Des 2016. doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.94.062103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.062103

[10] A. Krishna, RW Spekkens, dan E. Wolfe. Mendapatkan ketidaksetaraan nonkontekstualitas yang kuat dari bukti aljabar teorema kochenโ€“specker: persegi peresโ€“mermin. Jurnal Fisika Baru, 19(12):123031, des 2017. doi:10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹aa9168.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa9168

[11] R. Kunjwal dan RW Spekkens. Dari bukti statistik teorema kochen-specker hingga kesenjangan nonkontekstualitas yang kuat. Fis. Rev.A, 97:052110, Mei 2018. doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.97.052110.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.052110

[12] D. Schmid, RW Spekkens, dan E. Wolfe. Semua ketidaksetaraan nonkontekstualitas untuk eksperimen persiapan dan pengukuran yang sewenang-wenang sehubungan dengan rangkaian kesetaraan operasional yang tetap. Fis. Rev.A, 97:062103, Juni 2018. doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.97.062103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.062103

[13] M. Leifer dan C. Duarte. Ketimpangan nonkontekstualitas dari antipembedaan. Fis. Rev.A, 101:062113, Juni 2020. doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.101.062113.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.062113

[14] JS Bell. Tentang masalah variabel tersembunyi dalam mekanika kuantum. Pendeta Mod. Phys., 38:447โ€“452, Juli 1966. URL: https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1103/โ€‹RevModPhys.38.447, doi:10.1103/โ€‹RevModPhys.38.447.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.38.447

[15] L.Hardy. Mekanika kuantum, teori realistik lokal, dan teori realistik invarian lorentz. Fis. Pendeta Lett., 68:2981โ€“2984, Mei 1992. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.68.2981.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.2981

[16] L.Hardy. Nonlokalitas untuk dua partikel tanpa pertidaksamaan untuk hampir semua keadaan terjerat. Fis. Pendeta Lett., 71:1665โ€“1668, Sep 1993. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.71.1665.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.71.1665

[17] D. Boschi, S. Branca, F. De Martini, dan L. Hardy. Bukti tangga nonlokalitas tanpa ketidaksetaraan: Hasil teoretis dan eksperimental. Fis. Rev. Lett., 79:2755โ€“2758, Okt 1997. URL: https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1103/โ€‹PhysRevLett.79.2755, doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.79.2755.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.79.2755

[18] M.Genovese. Penelitian tentang teori variabel tersembunyi: Tinjauan kemajuan terkini. Laporan Fisika, 413(6):319โ€“396, 2005. doi:10.1016/โ€‹j.physrep.2005.03.003.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2005.03.003

[19] F.De Zela. Tes qubit tunggal untuk ketidaksetaraan seperti lonceng. Fis. Rev. A, 76:042119, Okt 2007. URL: https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1103/โ€‹PhysRevA.76.042119, doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.76.042119.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.042119

[20] A. Carmi dan E. Cohen. Tentang pentingnya matriks kovarians mekanika kuantum. Entropi, 20(7), 2018. URL: https://โ€‹/โ€‹www.mdpi.com/โ€‹1099-4300/โ€‹20/โ€‹7/โ€‹500, doi:10.3390/โ€‹e20070500.
https: / / doi.org/ 10.3390 / e20070500
https:/โ€‹/โ€‹www.mdpi.com/โ€‹1099-4300/โ€‹20/โ€‹7/โ€‹500

[21] T. Temistocles, R. Rabelo, dan MT Cunha. Kompatibilitas pengukuran dalam tes nonlokalitas bel. Fis. Rev.A, 99:042120, Apr 2019. URL: https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1103/โ€‹PhysRevA.99.042120, doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.99.042120.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042120

[22] A. Cabello, P. Badziaฬงg, M. Terra Cunha, dan M. Bourennane. Bukti kontekstualitas kuantum yang sederhana dan kuat. Fis. Rev. Lett., 111:180404, Okt 2013. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.111.180404.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.180404

[23] M.Ji dan HF Hofmann. Karakterisasi hubungan nonklasik antara hasil pengukuran yang diwakili oleh keadaan kuantum nonortogonal. Fis. Rev.A, 107:022208, Februari 2023. doi:10.1103/โ€‹PhysRevA.107.022208.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.107.022208

[24] C. Budroni, A. Cabello, O. Gรผhne, M. Kleinmann, dan J. Larsson. Kontekstualitas Kochen-specker. Pendeta Mod. Phys., 94:045007, Des 2022. doi:10.1103/โ€‹RevModPhys.94.045007.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.045007

[25] MS Leifer dan RW Spekkens. Paradoks dan kontekstualitas sebelum dan sesudah seleksi dalam mekanika kuantum. Fis. Rev. Lett., 95:200405, Nov 2005. URL: https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1103/โ€‹PhysRevLett.95.200405, doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.95.200405.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.95.200405

[26] A.Cabello. Proposal untuk mengungkap nonlokalitas kuantum melalui kontekstualitas lokal. Fis. Pendeta Lett., 104:220401, Jun 2010. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.104.220401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.220401

[27] B.-H. Liu, X.-M. Hu, J.-S. Chen, Y.-F. Huang, Y.-J. Han, C.-F. Li, G.-C. Guo, dan A. Cabello. Nonlokalitas dari kontekstualitas lokal. Fis. Pendeta Lett., 117:220402, Nov 2016. doi:10.1103/โ€‹PhysRevLett.117.220402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.220402

[28] D. Frauchiger dan R. Renner. Teori kuantum tidak dapat secara konsisten menggambarkan kegunaan dirinya sendiri. Komunikasi Alam, 9(1):3711, Sep 2018. doi:10.1038/โ€‹s41467-018-05739-8.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41467-018-05739-8

[29] M.Kupczynski. Kontekstualitas atau nonlokalitas: Apa yang akan dipilih John Bell saat ini? Entropi, 25(2):280, Februari 2023. URL: http:/โ€‹/โ€‹dx.doi.org/โ€‹10.3390/โ€‹e25020280, doi:10.3390/โ€‹e25020280.
https: / / doi.org/ 10.3390 / e25020280

Dikutip oleh

[1] Kengo Matsuyama, Ming Ji, Holger F. Hofmann, dan Masataka Iinuma, โ€œKontekstualitas kuantum dari polarisasi foton komplementer dieksplorasi oleh kontrol keadaan masukan adaptifโ€, Ulasan Fisik A 108 6, 062213 (2023).

[2] Holger F. Hofmann, โ€œRambatan berurutan dari satu foton melalui lima konteks pengukuran dalam interferometer tiga jalurโ€, arXiv: 2308.02086, (2023).

[3] Ming Ji, Jonte R. Hance, dan Holger F. Hofmann, โ€œMenelusuri korelasi kuantum kembali ke gangguan kolektifโ€, arXiv: 2401.16769, (2024).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2024-02-14 23:29:45). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2024-02-14 23:29:44).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum