Kuantum neden ve etki ile yapılan deneyler, gizli klasik olmayanlığı ortaya koyuyor

“Kedi nanesi kedileri mutlu eder”, “şakalar kahkahalara neden olur” ve “heyecan verici araştırma nedenleri” gibi neden-sonuç açıklamaları Fizik dünyası makaleler” dünya hakkındaki bilgileri düzenlemenin yararlı bir yoludur. Sebep-sonuç matematiği, epidemiyolojiden kuantum fiziğine kadar her şeyin temelini oluşturur. Ancak kuantum dünyasında neden ve sonuç arasındaki bağlantı o kadar basit değildir. Uluslararası bir fizikçi ekibi, neden-sonucun doğasını daha iyi anlamak için artık klasik nedenselliğin kuantum ihlallerini kullanıyor. Bu süreçte ekip, standart yöntemlerin sistemin klasik olması gerektiğini belirttiği bir durumda kuantum davranışını ortaya çıkardı; bu sonuç, kuantum kriptografisinde uygulamalara sahip olabilir.

Kuantum fiziğinde Bell teoremi olarak bilinen bir sonuç, yerel "gizli" değişkenleri içeren hiçbir teorinin, kuantum mekaniğinin öngördüğü ölçüm sonuçları arasındaki korelasyonları asla yeniden üretemeyeceğini belirtir. Benzer bir sonuç, kuantum sistemlerinin klasik nedensel akıl yürütme kurallarına benzer şekilde meydan okuduğu nedensel çıkarım teorisinde de ortaya çıkar. Nedensel çıkarım yaklaşımının ardındaki fikir, iki değişken arasında istatistiksel bir korelasyon, aralarındaki doğrudan nedensel bir ilişki nedeniyle ortaya çıkabileceği gibi, korelasyonun aynı zamanda gizli bir ortak nedenin katkısını da içerebileceğidir. Bazı durumlarda bu gizli katkı ölçülebilir ve bu, Bell teoremi ihlal edilemediğinde bile kuantum korelasyonlarının var olduğunu göstermek için kullanılabilir.

Nedensel yapının çıkarımı, neden ve sonuç üzerinde doğrudan kontrol sağlar

Son çalışmada deneysel fizikçi liderliğindeki bir ekip Davide Poderini ve meslektaşları Brezilya, Almanya, İtalya ve Polonya'da kuantum olaylarını normalde klasik görünecek bir sistemde göstermek için teori ve deneyi birleştiriyor. Araştırmacılar neden-sonuç kavramını, A ve B gibi iki değişken arasındaki korelasyonların birinin diğerinin nedeni olduğunu mu ima ettiğini yoksa başka bir (potansiyel olarak gözlemlenmemiş) değişkenin korelasyonların kaynağı mı olabileceğini göz önünde bulundurarak araştırıyorlar.

Araştırmalarında araştırmacılar, A değişkeninin istatistiklerinin B değişkeninin istatistiklerini ya doğrudan ya da her iki değişkenin sonucunu birbirine bağlayan ortak bir kaynağın (Λ adı verilen) eylemiyle etkilediği nedensel bir model (resme bakın) kullanıyorlar. arasında nedensellik bağının varlığı. Bu iki senaryoyu birbirinden ayırmak için araştırmacılar, A değişkenine her türlü dış etkiyi ortadan kaldıran bir müdahale gerçekleştiriyor. Bu, A değişkenini deneycinin tam kontrolü altında bırakarak A ve B arasındaki doğrudan nedensel bağlantıyı tahmin etmeyi mümkün kılar.

Alternatif olarak, B ve Λ'dan bağımsız ek bir X değişkeni eklenerek, A ve B değişkenleri arasında gözlemlenen herhangi bir korelasyon koşullu olasılıklara ayrıştırılabilir. Bu koşullu olasılıklar, değişkenler arasındaki nedensel etkinin derecesine bir alt sınır koyarak A ve B arasındaki etki düzeyini tahmin etmeyi mümkün kılar.

Araştırmacılar bu alt sınırı araçsal eşitsizlik olarak adlandırıyor ve bu, (Bell teoreminden kaynaklanan eşitsizliğe benzer şekilde) bu nedensel yapının bir deneye empoze edilmesinden kaynaklanan klasik bir kısıtlamadır. Sonuç olarak, A ve B değişkenleri arasındaki kuantum nedensel etkinin derecesi, klasik bir sistem için gereken minimumdan daha az olacak ve Bell eşitsizliği ihlal edilmediğinde bile bir müdahale yoluyla klasik olmayanlığın gözlemlenmesine olanak tanıyacaktır.

Deneysel müdahale kuantum etkilerini ortaya koyuyor

Araçsal nedensel süreci gözlemlemek için araştırmacılar, dolanık polarizasyonlara sahip foton çiftleri ürettiler ve bunları durum uzayının veya bazların farklı temsillerinde ölçtüler. Fotonların dolaşık doğası sayesinde, bir temelin seçimi diğerinin ölçümüyle belirleniyor ve iki değişken arasında doğrudan nedensel bir bağlantı kuran bir "ileri besleme" mekanizması üretiliyor. Bu ileri besleme sürecinin bir sonucu olarak araştırmacılar, farklı dolaşma dereceleriyle karakterize edilen birkaç kuantum durumu üreterek iki değişken arasındaki nedensel etkinin klasik alt sınırlarının ihlallerini deneysel olarak gözlemliyorlar.

Bell'in eşitsizliği gibi, bu klasik alt sınırın ihlali de kuantum korelasyonlarının bir imzasını temsil ediyor. Ayrıca herhangi bir temel kuantum şifreleme protokolünün temelini oluşturabilecek istatistiksel veriler sağlar. Mevcut kriptografik protokoller Bell teoremine dayanırken, araçsal müdahaleden nedensel yapıyı çıkarmak, klasik nedensellik ile kuantum teorisi arasında daha genel bir uyumluluğu temsil eder. Poderini ve meslektaşları, yeni kuantum teknolojileri geliştirmek için kullanılabilecek, daha zengin korelasyonlara sahip karmaşık ağları keşfetmek için farklı nedensel senaryolar denemeye çalışıyor. Araştırmacılar, deneysel tekniklerinin kriptografik protokollerde kuantum avantajlara yol açabileceğine, böylece daha dayanıklı ve teknolojik olarak daha az talepkar kriptografik araçların gerçekleştirilmesini mümkün kılacağına inanıyor.

Sonrası Kuantum neden ve etki ile yapılan deneyler, gizli klasik olmayanlığı ortaya koyuyor İlk çıktı Fizik dünyası.

• Akıllı para. Avrupa'nın En İyi Bitcoin ve Kripto Borsası.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. SERBEST ERİŞİM.
• KriptoHawk. Altcoin Radarı. Ücretsiz deneme.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/experiments-with-quantum-cause-and-fect-reveal-hidden-nonclassicality/