Relazioni quantitative tra diversi contesti di misurazione

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Nella teoria quantistica, un contesto di misurazione è definito da una base ortogonale in uno spazio di Hilbert, dove ciascun vettore di base rappresenta uno specifico risultato di misurazione. La precisa relazione quantitativa tra due diversi contesti di misurazione può quindi essere caratterizzata dai prodotti interni di stati non ortogonali in quello spazio di Hilbert. Qui, utilizziamo i risultati della misurazione condivisi da diversi contesti per derivare specifiche relazioni quantitative tra i prodotti interni dei vettori spaziali di Hilbert che rappresentano i diversi contesti. È dimostrato che le probabilità che descrivono i paradossi della contestualità quantistica possono essere derivate da un numero molto piccolo di prodotti interni, rivelando dettagli delle relazioni fondamentali tra contesti di misurazione che vanno oltre una violazione fondamentale dei limiti non contestuali. L'applicazione della nostra analisi ad uno spazio prodotto di due sistemi rivela che la nonlocalità dell'entanglement quantistico può essere ricondotta a un prodotto interno locale che rappresenta la relazione tra contesti di misurazione in un solo sistema. I nostri risultati indicano quindi che le caratteristiche essenziali non classiche della meccanica quantistica possono essere ricondotte alla differenza fondamentale tra sovrapposizioni quantistiche e alternative classiche.

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Immagine in primo piano: diagramma dei contesti di misurazione inclusi i risultati di misurazione ottenuti nello spazio del prodotto di due sistemi a due livelli. Il paradosso di Hardy può quindi essere derivato dalle relazioni quantitative rappresentate dai prodotti interni tra questi contesti di misurazione.

Riepilogo popolare

La contestualità quantistica dimostra che i sistemi quantistici non possono essere descritti da una realtà indipendente dalla misurazione. Tuttavia, è ancora un mistero come il formalismo quantistico possa sostituire la nozione convenzionale di realtà con relazioni fondamentali che non richiedono alcuna realtà predeterminata delle proprietà fisiche osservabili. Qui, indaghiamo come le sovrapposizioni quantistiche definiscono le relazioni tra diversi contesti di misurazione e deriviamo precise relazioni quantitative che contraddicono direttamente l'identificazione dei componenti dello stato quantistico con realtà non osservate.

Le relazioni quantitative tra diversi contesti di misurazione sono date dai prodotti interni dei vettori spaziali di Hilbert che descrivono i risultati di misurazione di ciascun contesto. Di solito, questi prodotti interni definiscono le probabilità di misurazione relative alla preparazione dello stato ai risultati della misurazione. Applicando queste relazioni a contesti multipli, mostriamo che i prodotti interni introducono precise relazioni quantitative tra i risultati delle misurazioni di diversi contesti, risultando necessariamente nelle relazioni paradossali che sono ampiamente viste come prove della contestualità quantistica. Questo risultato si applica anche alla nonlocalità quantistica, dove possiamo derivare la probabilità di osservare il paradosso di Hardy sulla base del prodotto interno di due vettori di stato che rappresentano i risultati di misurazioni locali incompatibili.

La nostra analisi dimostra che sia la contestualità che la non località quantistica possono essere spiegate in termini di relazioni quantitative fondamentali tra diversi contesti di misurazione descritti dai prodotti interni tra vettori di stato che rappresentano i risultati di questi contesti di misurazione. Inoltre, fornisce un approccio unificato che fornisce precise relazioni quantitative tra i risultati delle misurazioni incompatibili. Il nostro nuovo approccio potrebbe quindi contenere la chiave per una comprensione più profonda della natura della realtà a livello quantistico.

► dati BibTeX

@articolo{Ji2024quantitativo, doi = {10.22331/q-2024-02-14-1255}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-02-14-1255}, titolo = {Relazioni quantitative tra diversi contesti di misurazione}, autore = {Ji, Ming e Hofmann, Holger F.}, rivista = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, editore = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {8}, pagine = {1255}, mese = feb, anno = {2024} }

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