Hvad betyder det, at to rumligt adskilte systemer er inden for lokalitetsgrænserne?
I området for kvanteinformation spiller begrebet lokalitet en central rolle i forståelsen af kvantesystemers adfærd. Når to rumligt adskilte systemer siges at være inden for lokalitetsgrænserne, henviser det til princippet om, at målingerne eller interaktionerne på det ene system ikke bør have en øjeblikkelig effekt på det andet system, især når man betragter fænomenet sammenfiltring.
Entanglement er et grundlæggende træk ved kvantemekanikken, hvor kvantetilstandene i to eller flere systemer bliver korreleret på en sådan måde, at det ene systems tilstand ikke kan beskrives uafhængigt af det andet systems tilstand, uanset hvor langt fra hinanden de er. Dette fænomen blev berømt fremhævet af EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) paradokset og senere formaliseret af John Bells uligheder.
Bells teorem og de efterfølgende eksperimentelle test baseret på den har vist, at visse korrelationer forudsagt af kvantemekanikken ikke kan forklares af nogen teori, der er afhængig af lokale skjulte variable. Med andre ord, hvis to systemer er sammenfiltret, vil resultaterne af målinger foretaget på dem blive korreleret på en måde, der ikke kan forklares af klassisk fysik. Dette indebærer, at systemerne skal kunne kommunikere hurtigere end lysets hastighed, hvilket er i strid med lokalitetsprincippet.
For at dykke dybere ned i dette, lad os overveje et eksempel, der involverer to sammenfiltrede partikler. Når disse partikler er skabt i en sammenfiltret tilstand og derefter adskilt af store afstande, påvirker en måling foretaget på en partikel øjeblikkeligt den anden partikels tilstand, uanset afstanden mellem dem. Denne ikke-lokale korrelation er, hvad der adskiller sammenfiltrede kvantesystemer fra klassiske systemer og ligger i hjertet af Bell-ulighederne.
Overtrædelsen af Bells uligheder i eksperimenter, som dem udført af Alain Aspect, viser klart, at kvantesammenfiltring overskrider klassiske forestillinger om lokalitet. Disse resultater har dybtgående implikationer for vores forståelse af virkelighedens natur, hvilket tyder på, at kvanteverdenen fungerer på en fundamentalt anderledes måde end den klassiske verden.
Når to rumligt adskilte systemer er inden for lokalitetsgrænserne i forbindelse med kvantesammenfiltring og Bells sætning, indebærer det, at deres adfærd ikke kan forklares af lokale skjulte variable teorier, og ikke-lokale korrelationer er på spil, hvilket udfordrer vores klassiske intuitioner om naturen. af den fysiske virkelighed.
Andre seneste spørgsmål og svar vedr Klokke og lokal realisme:
- Lokalitet begrænser interaktion mellem to rumligt adskilte systemer ved lysets hastighed?
- Hvad indebærer krænkelsen af CHSH-uligheden om forholdet mellem lokalitet og realisme i kvantesystemer?
- Beskriv scenariet, der involverer Alice og Bob og deres tilfældige bitværdier i CHSH-uligheden.
- Hvordan tester CHSH-uligheden specifikt krænkelsen af lokal realisme?
- Forklar begrebet Bells ulighed og dens rolle i at teste lokal realisme.
- Hvad er kvantesammenfiltring, og hvordan hænger det sammen med partiklernes tilstand?