✖


Jump to content

Квантовый ластик с отложенным выбором

Часть серии статей о
Квантовая механика
Уравнение Шрёдингера
Фон
Основы
Эксперименты
Составы
Уравнения
Интерпретации
Расширенные темы
Ученые

Эксперимент с квантовым ластиком с отложенным выбором , впервые проведенный Юн-Хо Кимом, Р. Ю, С. П. Куликом, Ю. Х. Ши и Марланом О. Скалли . [1] и опубликованный в начале 1998 года, он представляет собой разработку эксперимента с квантовым ластиком , включающую концепции, рассмотренные в эксперименте Джона Арчибальда Уиллера с отложенным выбором . Эксперимент был призван исследовать своеобразные последствия известного в квантовой механике эксперимента с двумя щелями , а также последствия квантовой запутанности .

Эксперимент с квантовым ластиком с отложенным выбором исследует парадокс. Если фотон проявляет себя так, как если бы он пришел к детектору единственным путем, то «здравый смысл» (который оспаривают Уилер и другие) говорит, что он, должно быть, вошел в устройство с двумя щелями как частица . Если фотон проявляет себя так, как если бы он пришел двумя неразличимыми путями, то он, должно быть, вошел в двухщелевое устройство в виде волны . Соответственно, если экспериментальное оборудование будет изменено, пока фотон находится в полете, фотону, возможно, придется пересмотреть свои предыдущие «обязательства» относительно того, быть ли ему волной или частицей. Уилер отметил, что когда эти предположения применяются к устройству межзвездных размеров, принятое в последнюю минуту на Земле решение о том, как наблюдать фотон, может изменить ситуацию, сложившуюся миллионы или даже миллиарды лет назад.

Хотя может показаться, что эксперименты с отложенным выбором позволяют измерениям, сделанным в настоящем, изменить события, произошедшие в прошлом, этот вывод требует принятия нестандартного взгляда на квантовую механику. Если фотон в полете вместо этого интерпретируется как находящийся в так называемой « суперпозиции состояний » — то есть если ему разрешена потенциальность проявления как частицы или волны, но во время полета он не является ни тем, ни другим — тогда никакого парадокса причинно-следственной связи. Это понятие суперпозиции отражает стандартную интерпретацию квантовой механики. [2] [3]

Введение

[ редактировать ]

В базовом эксперименте с двумя щелями луч света (обычно лазера ) направляется перпендикулярно к стене, пронизанной двумя параллельными щелевыми отверстиями. Если экран обнаружения (что угодно, от листа белой бумаги до ПЗС-матрицы ) поместить на другой стороне стены с двумя щелями (достаточно далеко, чтобы свет от обеих щелей перекрывался), будет наблюдаться узор из светлых и темных полос. , узор, который называется интерференционной картиной . Обнаружено, что другие объекты атомного масштаба, такие как электроны, демонстрируют такое же поведение при попадании в двойную щель. [4] При достаточном уменьшении яркости источника можно обнаружить отдельные частицы, образующие интерференционную картину. [5] Появление интерференционной картины говорит о том, что каждая частица, проходящая через щели, интерферирует сама с собой, и поэтому в некотором смысле частицы проходят через обе щели одновременно. [6] : 110  Эта идея противоречит нашему повседневному восприятию дискретных объектов.

Известный мысленный эксперимент , сыгравший жизненно важную роль в истории квантовой механики (см., например, обсуждение версии этого эксперимента Эйнштейна ), продемонстрировал, что если детекторы частиц расположены у щелей, показывая, через какую щель проходит фотон пойдет, интерференционная картина исчезнет. [4] Этот эксперимент «в какую сторону» иллюстрирует принцип дополнительности , согласно которому фотоны могут вести себя либо как частицы, либо как волны, но нельзя одновременно наблюдать как частицу и волну. [7] [8] [9] Однако технически осуществимая реализация этого эксперимента не была предложена до 1970-х годов. [10] [ нужны разъяснения ]

Информация о пути и видимость интерференционных полос являются взаимодополняющими величинами, а это означает, что можно наблюдать информацию о пути фотона или интерференционные полосы, но их нельзя наблюдать одновременно в одном и том же испытании. В эксперименте с двумя щелями общепринятое мнение считало, что наблюдение за траекторией частиц неизбежно нарушало их настолько, что разрушало интерференционную картину в результате принципа неопределенности Гейзенберга .

В 1982 году Скалли и Дрюль указали на альтернативный вариант этой интерпретации. [11] Они предложили сохранять информацию о том, через какую щель прошел фотон (или, в их установке, из какого атома фотон был повторно испущен) в возбужденном состоянии этого атома. На этом этапе информация о пути известна и помех не наблюдается. Однако можно «стереть» эту информацию, заставив атом испустить еще один фотон и перейти в основное состояние. Это само по себе не вернет интерференционную картину, информацию о пути все равно можно извлечь из соответствующего измерения второго фотона. Однако, если второй фотон измеряется в месте, куда он мог бы с равной вероятностью попасть из любого из атомов, это успешно «стирает» информацию о том, какой путь. Исходный фотон теперь будет показывать интерференционную картину (положение его полос зависит от того, где именно наблюдался второй фотон, так что в общей статистике они усредняются и полос не видно). С 1982 года многочисленные эксперименты продемонстрировали эффективность этого так называемого квантового «ластика». [12] [13] [14]

Простой эксперимент с квантовым ластиком

[ редактировать ]

Простую версию квантового ластика можно описать следующим образом: вместо того, чтобы расщеплять один фотон или его волну вероятности между двумя щелями, фотон подвергается воздействию светоделителя . Если представить себе поток фотонов, случайно направляемый таким светоделителем по двум путям, защищенным от взаимодействия, то может показаться, что ни один фотон не может тогда мешать другому или самому себе.

Если скорость образования фотонов снижается настолько, что в каждый момент времени в аппарат попадает только один фотон, то становится невозможным понять, что фотон движется только по одному пути, потому что при этом выходы путей перенаправляются так, что они совпадают на общем детекторе. или детекторов, появляются интерференционные явления. Это похоже на представление одного фотона в двухщелевом аппарате: хотя это и один фотон, он все равно каким-то образом взаимодействует с обеими щелями.

Рисунок 1. Эксперимент, демонстрирующий запоздалое определение пути фотона.

На двух диаграммах на рис. 1 фотоны испускаются по одному из лазера, обозначенного желтой звездой. Они проходят через светоделитель на 50% (зеленый блок), который отражает или пропускает половину фотонов. Отраженные или прошедшие фотоны движутся по двум возможным путям, обозначенным красными или синими линиями.

На верхней диаграмме кажется, что траектории фотонов известны: если фотон выходит из верхней части аппарата, кажется, что он должен был пройти по синему пути, а если он выходит из сбоку от аппарата, кажется, будто он должен был пройти по красной дорожке. Однако важно помнить, что фотон находится в суперпозиции путей, пока не будет обнаружен. Вышеизложенное предположение о том, что оно «должно было прийти» по любому из путей, является формой «ошибки разделения».

На нижней диаграмме справа вверху представлен второй светоделитель. Он рекомбинирует лучи, соответствующие красному и синему путям. При введении второго светоделителя обычно думают, что информация о пути «стерта». Однако нам следует быть осторожными, поскольку нельзя предполагать, что фотон «действительно» пошел по тому или иному пути. Повторное объединение лучей приводит к явлениям интерференции на экранах обнаружения, расположенных сразу за каждым выходным окном. Проблемы справа отображают усиление, а проблемы вверху — отмену. Однако важно иметь в виду, что проиллюстрированные эффекты интерферометра применимы только к одному фотону в чистом состоянии. При работе с парой запутанных фотонов фотон, попадающий в интерферометр, будет находиться в смешанном состоянии, и не будет видимой интерференционной картины без подсчета совпадений для выбора соответствующих подмножеств данных. [15]

Отложенный выбор

[ редактировать ]

Элементарные предшественники нынешних экспериментов с квантовым ластиком, такие как описанный выше «простой квантовый ластик», имеют прямое классически-волновое объяснение. Действительно, можно утверждать, что в этом эксперименте нет ничего особенно квантового. [16] Тем не менее, Джордан, основываясь на принципе соответствия , утверждал, что, несмотря на существование классических объяснений, интерференционные эксперименты первого порядка, подобные приведенным выше, можно интерпретировать как настоящие квантовые ластики. [17]

Эти предшественники используют однофотонную интерференцию. Однако версии квантового ластика, использующие запутанные фотоны, по своей сути неклассичны. По этой причине, чтобы избежать любой возможной двусмысленности относительно квантовой и классической интерпретации, большинство экспериментаторов решили использовать неклассические источники света с запутанными фотонами для демонстрации квантовых ластиков, не имеющих классического аналога.

Кроме того, использование запутанных фотонов позволяет разрабатывать и реализовывать версии квантового ластика, которых невозможно достичь с помощью однофотонной интерференции, например, квантовый ластик с отложенным выбором , который является темой этой статьи.

Эксперимент Кима и др. (1999)

[ редактировать ]
Рисунок 2. Схема эксперимента с квантовым ластиком с отложенным выбором, проведенного Кимом и др. Детектор Д 0 подвижный.

Экспериментальная установка, подробно описанная в Kim et al. , [1] показан на рис. 2. Аргоновый лазер генерирует отдельные фотоны с длиной волны 351,1 нм, которые проходят через аппарат с двумя щелями (вертикальная черная линия в верхнем левом углу диаграммы).

Отдельный фотон проходит через одну (или обе) из двух щелей. На иллюстрации пути фотонов обозначены красными или голубыми линиями, обозначающими, через какую щель прошел фотон (красный цвет указывает на щель A, голубой — на щель B).

Пока что эксперимент похож на обычный двухщелевой эксперимент. Однако после щелей используется спонтанное параметрическое преобразование с понижением частоты (SPDC) для подготовки запутанного двухфотонного состояния. Это делается с помощью нелинейного оптического кристалла BBO ( бета-бората бария ), который преобразует фотон (из любой щели) в два идентичных, ортогонально поляризованных запутанных фотона с частотой 1/2 частоты исходного фотона. Пути, по которым следуют эти ортогонально поляризованные фотоны, расходятся из-за призмы Глана – Томпсона .

Один из этих фотонов с длиной волны 702,2 нм, называемый «сигнальным» фотоном (посмотрите на красную и голубую линии, идущие вверх от призмы Глана-Томпсона), продолжает путь к целевому детектору под названием D 0 . В ходе эксперимента детектор D 0 сканируется вдоль оси x , его движения контролируются шаговым двигателем. График количества «сигнальных» фотонов, обнаруженных с помощью D 0 , в зависимости от x, можно изучить, чтобы определить, образует ли совокупный сигнал интерференционную картину.

Другой запутанный фотон, называемый «холостым» фотоном (посмотрите на красную и голубую линии, идущие вниз от призмы Глана–Томпсона), отклоняется призмой PS , которая направляет его по расходящимся путям в зависимости от того, откуда он пришел. разрез А или Б. разрез

пределами разделения пути холостой фотон сталкивается с светоделителями BSa . , BSb Несколько за и BSc , каждый из которых имеет 50%-ную вероятность пропустить холостой фотон и 50%-ную вероятность заставить его отразиться M a и M b — зеркала.

Рисунок 3. Ось x : положение D 0 . Ось y : совместные уровни обнаружения между D 0 и D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ( R 01 , R 02 , R 03 , R 04 ). R 04 в статье Кима не предусмотрен и поставляется согласно их словесному описанию.
Рисунок 4. Моделирование записей фотонов, совместно обнаруженных между D 0 и D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ( R 01 , R 02 , R 03 , R 04 )

Светоделители и зеркала направляют холостые фотоны на детекторы, обозначенные D 1 , D 2 , D 3 и D 4 . Обратите внимание, что:

  • холостой фотон зарегистрирован на детекторе D3 Если , то он мог прийти только из щели B.
  • холостой фотон зарегистрирован на детекторе D4 Если , то он мог прийти только из щели А.
  • холостой фотон обнаружен детектором D1 Если или D2 , он мог прийти из щели A или щели B.
  • Длина оптического пути, измеренная от щели до D 1 , D 2 , D 3 и D 4 , на 2,5 м больше, чем длина оптического пути от щели до D 0 . Это означает, что любая информация, которую можно узнать от холостого фотона, должна быть примерно на 8 нс позже той, которую можно узнать от его запутанного сигнального фотона.

Обнаружение холостого фотона D 3 или D 4 обеспечивает задержку «информации о каком пути», указывающую, прошел ли сигнальный фотон, с которым он запутан, через щель A или B. С другой стороны, обнаружение холостого фотона D 1 или D 2 обеспечивает задержанную индикацию того, что такая информация недоступна для его запутанного сигнального фотона. Поскольку информация о том, какой путь ранее потенциально был доступен от холостого фотона, говорят, что эта информация была подвергнута «отложенному стиранию».

Используя счетчик совпадений , экспериментаторы смогли изолировать запутанный сигнал от фотошума, записывая только события, в которых были обнаружены как сигнальные, так и холостые фотоны (после компенсации задержки в 8 нс). См. рисунки 3 и 4.

  • Когда экспериментаторы смотрели на сигнальные фотоны, чьи запутанные холостые частицы были обнаружены в D 1 или D 2 , они обнаруживали интерференционные картины.
  • Однако, когда они посмотрели на сигнальные фотоны, чьи запутанные холостые частицы были обнаружены в или D3 D4 , . они обнаружили простые дифракционные картины без каких-либо помех

Значение

[ редактировать ]

Этот результат аналогичен результату эксперимента с двумя щелями, поскольку интерференция наблюдается, когда она извлекается в соответствии со значением фазы (R 01 или R 02 ).Обратите внимание, что фазу невозможно измерить, если известен путь фотона (щель, через которую он проходит).

Рисунок 5. Распределение сигнальных фотонов при D 0 можно сравнить с распределением лампочек на цифровом рекламном щите . Когда горят все лампочки, на рекламном щите не проявляется никакой закономерности изображения, которую можно «восстановить», только выключив некоторые лампочки. Аналогично, интерференционная картина или картина отсутствия интерференции между сигнальными фотонами в D 0 может быть восстановлена ​​только после «выключения» (или игнорирования) некоторых сигнальных фотонов, а какие сигнальные фотоны следует игнорировать для восстановления картины, эту информацию можно получить, только посмотрев детекторах D1 от до D4 соответствующие запутанные холостые фотоны в .

Однако, что делает этот эксперимент, возможно, удивительным, так это то, что, в отличие от классического эксперимента с двумя щелями, выбор, сохранить или стереть информацию о пути холостого колеса, не был сделан до тех пор, пока не прошло 8 нс после того, как положение сигнального фотона было изменено. уже измерен D 0 .

Обнаружение сигнальных фотонов в точке D 0 не дает напрямую никакой информации о выборе пути. Обнаружение холостых фотонов в D 3 или D 4 , которые предоставляют информацию о пути, означает, что в совместно обнаруженном подмножестве сигнальных фотонов в D 0 не может наблюдаться интерференционная картина . Аналогично, обнаружение холостых фотонов в D 1 или D 2 , которые не предоставляют информацию о каком пути, означает, что интерференционные картины могут наблюдаться в совместно обнаруженном подмножестве сигнальных фотонов в D 0 .

Другими словами, даже несмотря на то, что холостой фотон не наблюдается до тех пор, пока его запутанный сигнальный фотон не достигнет D 0 из-за более короткого оптического пути для последнего, интерференция в D 0 определяется тем, обнаружен ли запутанный холостой фотон сигнального фотона на детектор, который сохраняет информацию о выборе пути ( D 3 или D 4 ), или детектор, который стирает информацию о выборе пути ( D 1 или D 2 ).

Некоторые интерпретировали этот результат как означающий, что отложенный выбор наблюдать или не наблюдать за траекторией холостого фотона меняет исход события в прошлом. [18] [ нужен лучший источник ] [19] что интерференционную картину можно извлечь для наблюдения только после того, как холостые элементы были обнаружены (т.е. в точке или D1 D2 ) Следует отметить, в частности , . [ нужны разъяснения ]

Общая картина всех сигнальных фотонов в точке D 0 , чьи запутанные холостые фотоны попали в несколько разных детекторов, никогда не покажет интерференцию, независимо от того, что происходит с холостой фотонами. [20] Можно получить представление о том, как это работает, посмотрев на графики R 01 , R 02 , R 03 и R 04 и заметив, что пики R 01 совпадают с впадинами R 02 (т.е. фазовый сдвиг π существует между двумя интерференционными полосами). R 03 показывает одиночный максимум, а R 04 , который экспериментально идентичен R 03, покажет эквивалентные результаты. Запутанные фотоны, отфильтрованные с помощью счетчика совпадений, смоделированы на рис. 5, чтобы дать визуальное представление о доказательствах, полученных в результате эксперимента. В D 0 сумма всех коррелированных отсчетов не будет показывать интерференцию. Если бы все фотоны, прилетевшие в D 0, были изображены на одном графике, то можно было бы увидеть только яркую центральную полосу.

Подразумеваемое

[ редактировать ]

Ретропричинность

[ редактировать ]

Эксперименты с отложенным выбором поднимают вопросы о времени и временных последовательностях и тем самым ставят под сомнение обычные представления о времени и причинной последовательности. [примечание 1] Если события в Д 1 , Д 2 , Д 3 , Д 4 определяют результаты в Д 0 , то следствие, похоже, предшествует причине. так что прошел бы год, прежде чем фотон появился бы в , D1 D2 , Если D3 или бы D4 , пути холостого света были значительно расширены , тогда, когда фотон появится в одном из этих детекторов, это вызвало бы сигнал фотон появился в определенном режиме годом ранее. Альтернативно, знание будущей судьбы холостого фотона могло бы определить активность сигнального фотона в его собственном настоящем. Ни одна из этих идей не соответствует обычным человеческим ожиданиям причинности. Однако знание будущего, которое было бы скрытой переменной, было опровергнуто в экспериментах. [21]

Эксперименты, связанные с запутанностью, демонстрируют явления, которые могут заставить некоторых людей усомниться в своих обычных представлениях о причинно-следственной связи. В квантовом ластике с отложенным выбором интерференционная картина будет формироваться на D 0, даже если данные о пути, относящиеся к фотонам, которые ее формируют, стираются только позже во времени, чем сигнальные фотоны, попавшие в первичный детектор. Не только эта особенность эксперимента вызывает недоумение; D 0 может, по крайней мере, в принципе, находиться на одной стороне Вселенной, а остальные четыре детектора могут находиться «на другой стороне Вселенной» друг от друга. [22] : 197f

Консенсус: нет ретропричинности

[ редактировать ]

как холостые фотоны были обнаружены и экспериментатор получил информацию о них . Однако интерференционную картину можно увидеть задним числом только после того , к конкретным детекторам. [22] : 197 

Более того, замечено, что кажущееся обратное действие исчезает, если влияние наблюдений на состояние запутанного сигнала и холостых фотонов рассматривать в их историческом порядке. В частности, в случае, когда обнаружение/удаление информации о направлении происходит до обнаружения на D 0 , стандартное упрощенное объяснение гласит: «Детектор D i , на котором обнаруживается холостой фотон, определяет распределение вероятностей в D 0 для сигнальный фотон». Аналогично, в случае, когда D 0 предшествует обнаружению холостого фотона, следующее описание столь же точно: «Положение в D 0 обнаруженного сигнального фотона определяет вероятности попадания холостого фотона в любой из D 1 , D 2 , Д 3 или Д 4 ". Это просто эквивалентные способы формулирования корреляций наблюдаемых запутанных фотонов интуитивно-каузальным способом, поэтому можно выбрать любой из них (в частности, тот, в котором причина предшествует следствию и в объяснении не фигурирует ретроградное действие).

Общая картина сигнальных фотонов на первичном детекторе никогда не обнаруживает интерференции (см. рис. 5), поэтому невозможно сделать вывод, что произойдет с холостой фотонами, наблюдая только сигнальные фотоны . В статье Йоханнеса Фанкхаузера показано, что эксперимент с квантовым ластиком с отложенным выбором напоминает сценарий типа Белла, в котором разрешение парадокса довольно тривиально, и поэтому на самом деле в нем нет никакой тайны. Более того, он дает подробное описание эксперимента в картине де Бройля-Бома с определенными траекториями, приводя к выводу об отсутствии «влияния назад во времени». [23] Квантовый ластик с отложенным выбором не передает информацию ретро-причинным образом, поскольку для сортировки наложенных данных в сигнальных фотонах требуется другой сигнал, который должен появиться в результате процесса, скорость которого не превышает скорость света. четыре потока, которые отражают состояния холостых фотонов на их четырех отдельных экранах обнаружения. [примечание 2] [примечание 3]

Фактически, теорема, доказанная Филиппом Эберхардом, показывает, что, если принятые уравнения релятивистской квантовой теории поля верны, никогда не будет возможности экспериментально нарушить причинность, используя квантовые эффекты. [24] (См. ссылку [25] для трактовки, подчеркивающей роль условных вероятностей.)

Помимо того, что этот эксперимент бросает вызов нашим здравым представлениям о временной последовательности в причинно-следственных отношениях, он входит в число тех, которые резко критикуют наши представления о локальности , идею о том, что вещи не могут взаимодействовать , если они не находятся в контакте, если не находятся в прямой физический контакт, то, по крайней мере, посредством взаимодействия посредством магнитных или других подобных полевых явлений. [22] : 199 

Против консенсуса

[ редактировать ]

Несмотря на доказательство Эберхарда, некоторые физики предположили, что эти эксперименты могут быть изменены таким образом, чтобы они соответствовали предыдущим экспериментам, но при этом допускали экспериментальные нарушения причинности. [26] [27] [28]

Другие эксперименты с квантовым ластиком с отложенным выбором

[ редактировать ]

Многие уточнения и расширения Kim et al. квантовый ластик с отложенным выбором были реализованы или предложены. Здесь представлена ​​лишь небольшая выборка отчетов и предложений:

Скарчелли и др. (2007) сообщили об эксперименте с квантовым ластиком с отложенным выбором, основанном на схеме двухфотонной визуализации. После обнаружения фотона, прошедшего через двойную щель, был сделан случайный отсроченный выбор: стереть или не стирать информацию о пути путем измерения его удаленного запутанного двойника; затем корпускулярное и волновое поведение фотона регистрировалось одновременно и соответственно только одним набором совместных детекторов. [29]

Перуццо и др. (2012) сообщили о квантовом эксперименте с отложенным выбором, основанном на квантово-управляемом светоделителе, в котором поведение частиц и волн исследовалось одновременно. Квантовая природа поведения фотона была проверена с помощью неравенства Белла, которое заменило отложенный выбор наблюдателя. [30]

Резай и др. (2018) объединили интерференцию Хонг-Оу-Манделя с квантовым ластиком с отложенным выбором. Они накладывают на светоделитель два несовместимых фотона, так что интерференционная картина не может наблюдаться. Когда выходные порты контролируются интегрированным способом (т.е. подсчитываются все щелчки), помех не возникает. Только когда вылетающие фотоны подвергаются поляризационному анализу и выбирается правильное подмножество, возникает квантовая интерференция в форме провала Хонг-У-Манделя . [31]

Создание твердотельных электронных интерферометров Маха – Цендера (МЦИ) привело к предложениям использовать их в электронных версиях экспериментов с квантовым ластиком. Этого можно было бы достичь за счет кулоновской связи со вторым электронным MZI, действующим как детектор. [32]

Запутанные пары нейтральных каонов также были исследованы и признаны пригодными для исследований с использованием методов квантовой маркировки и квантового стирания. [33]

Квантовый ластик был предложен с использованием модифицированной установки Штерна-Герлаха . В этом предложении не требуется никакого совпадения подсчета, а квантовое стирание осуществляется путем применения дополнительного магнитного поля Штерна-Герлаха. [34]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Стэнфордская энциклопедия философии: «Недавно некоторые интерпретировали эксперименты типа Белла так, как будто квантовые события могут быть связаны таким образом, что световой конус прошлого мог бы быть доступен при нелокальном взаимодействии; не только в том смысле, что действия на расстоянии, но как обратная причинность. Одним из наиболее интересных экспериментов такого рода является «Квантовый ластик с отложенным выбором», разработанный Юн-Хо Кимом и др. (2000). Это довольно сложная конструкция. измерить коррелированные пары фотонов, которые находятся в запутанном состоянии, так что один из двух фотонов обнаруживается на 8 наносекунд раньше своего партнера. Результаты эксперимента, похоже, указывают на то, что поведение фотонов обнаруживалось за эти 8 наносекунд. прежде чем их партнеры определяются тем, как партнеры будут обнаружены. Действительно, может возникнуть соблазн интерпретировать эти результаты как пример будущего, вызывающего прошлое. Однако результат соответствует предсказаниям квантовой механики». http://plato.stanford.edu/entries/causation-backwards/ .
  2. ^ «... будущие измерения никоим образом не меняют данные, которые вы собрали сегодня. Но будущие измерения действительно влияют на те детали, которые вы можете использовать, когда впоследствии описываете то, что произошло сегодня. Прежде чем вы получите результаты холостого фотона Однако, получив результаты, вы приходите к выводу, что сигнальные фотоны, чьи холостые партнеры были успешно использованы для определения информации о каком пути, могут быть. описывается как... перемещающийся либо влево, либо вправо. Вы также приходите к выводу, что сигнальные фотоны, информация о пути которых была стерта у холостых партнеров, не могут быть описаны как ... определенно ушедшие в ту или иную сторону (вывод, который вы можете убедительно подтвердить). Таким образом, мы видим, что будущее помогает сформировать историю, которую вы рассказываете о прошлом». — Брайан Грин, Ткань космоса , стр. 198–199.
  3. ^ В статье Кима говорится: P. 1f: Эксперимент построен таким образом, что L0, оптическое расстояние между атомами A, B и детектором D 0 , намного короче, чем Li, которое представляет собой оптическое расстояние между атомами A, B. и детекторы D1 , D2 , D3 и D4 соответственно . Так что D 0 будет запущен фотоном 1 гораздо раньше. После регистрации фотона 1 мы смотрим на эти «задержанные» события обнаружения D 1 , D 2 , D 3 и D 4 , которые имеют постоянные временные задержки, i ≃ (Li − L0)/c относительно времени срабатывания D 0 . П.2: В этом эксперименте оптическая задержка (Li − L0) выбрана равной ≃ 2,5 м, где L0 — оптическое расстояние между выходной поверхностью BBO и детектором D 0 , а Li — оптическое расстояние между выходной поверхностью. БВО и детекторов Д 1 , Д 2 , Д 3 и Д 4 соответственно. Это означает, что любая информация, которую можно узнать от фотона 2, должна быть как минимум на 8 нс позже той, которую можно узнать при регистрации фотона 1. По сравнению со временем отклика детекторов, составляющим 1 нс, задержка в 2,5 м достаточна для «отложенного стирания». ". P. 3: Информация о том, какой путь или оба пути кванта могут быть стерты или отмечены его запутанным двойником даже после регистрации кванта. П. 2: После регистрации фотона 1 мы смотрим на эти «задержанные» события обнаружения D 1 , D 2 , D 3 и D 4 , которые имеют постоянные временные задержки, i ≃ (Li − L0)/c, относительно ко времени срабатывания D 0 . Легко увидеть, что эти события «совместного обнаружения» должны были быть результатом одной и той же пары фотонов. что происходит в точке D 0. ) (Выделено нами. Это тот момент, когда можно понять,

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ким, Юн Хо; Р. Ю; ИП Кулик; Ю. Х. Ши; Марлан Скалли (2000). «Квантовый ластик отложенного выбора». Письма о физических отзывах . 84 (1): 1–5. arXiv : Quant-ph/9903047 . Бибкод : 2000PhRvL..84....1K . doi : 10.1103/PhysRevLett.84.1 . ПМИД   11015820 . S2CID   5099293 .
  2. ^ Ма, Сяо-Сун; Кофлер, Йоханнес; Карри, Энджи; Тетик, Нурай; Шайдль, Томас; Урсин, Руперт; Рамелов, Свен; Хербст, Томас; Ратчбахер, Лотар; Федрицци, Алессандро; Дженневейн, Томас; Цайлингер, Антон (2013). «Квантовое стирание с причинно-несвязанным выбором» . Труды Национальной академии наук . 110 (4): 1221–1226. arXiv : 1206.6578 . Бибкод : 2013PNAS..110.1221M . дои : 10.1073/pnas.1213201110 . ПМЦ   3557028 . ПМИД   23288900 . Наши результаты показывают, что точка зрения, согласно которой системный фотон ведет себя либо определенно как волна, либо определенно как частица, потребует связи со скоростью, превышающей скорость света. Поскольку это противоречило бы специальной теории относительности, мы считаем, что от такой точки зрения следует полностью отказаться.
  3. ^ Перуццо, А.; Шедболт, П.; Бруннер, Н.; Попеску, С.; О'Брайен, JL (2012). «Квантовый эксперимент с отложенным выбором». Наука . 338 (6107): 634–637. arXiv : 1205.4926 . Бибкод : 2012Sci...338..634P . дои : 10.1126/science.1226719 . ПМИД   23118183 . S2CID   3725159 . В этом эксперименте неравенства Белла используются вместо устройств с отложенным выбором, но он элегантным и убедительным образом достигает той же экспериментальной цели.
  4. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Фейнман, Ричард П.; Роберт Б. Лейтон; Мэтью Сэндс (1965). Фейнмановские лекции по физике, Vol. 3 . США: Аддисон-Уэсли. стр. 1.1–1.8. ISBN  978-0-201-02118-9 .
  5. ^ Донати, О; Миссироли, Г.Ф.; Поцци, Дж. (1973). «Эксперимент по электронной интерференции». Американский журнал физики . 41 (5): 639–644. Бибкод : 1973AmJPh..41..639D . дои : 10.1119/1.1987321 .
  6. ^ Грин, Брайан (2003). Элегантная Вселенная . Random House, Inc. ISBN  978-0-375-70811-4 .
  7. ^ Харрисон, Дэвид (2002). «Дополнительность и Копенгагенская интерпретация квантовой механики» . ВЫСОКИЙ . Кафедра физики Университета Торонто . Проверено 21 июня 2008 г.
  8. ^ Кэссиди, Дэвид (2008). «Квантовая механика 1925–1927: триумф копенгагенской интерпретации» . Вернер Гейзенберг . Американский институт физики. Архивировано из оригинала 14 января 2016 г. Проверено 21 июня 2008 г.
  9. ^ Боска Диас-Пинтадо, Мария К. (29–31 марта 2007 г.). «Обновление корпускулярно-волнового дуализма» . 15-я Британско-европейская встреча по основам физики . Лидс, Великобритания . Проверено 21 июня 2008 г.
  10. ^ Бартелл, Л. (1980). «Дополнительность в эксперименте с двумя щелями: о простых реализуемых системах для наблюдения промежуточного корпускулярно-волнового поведения». Физический обзор D . 21 (6): 1698–1699. Бибкод : 1980PhRvD..21.1698B . дои : 10.1103/PhysRevD.21.1698 .
  11. ^ Скалли, Марлан О .; Кай Дрюль (1982). «Квантовый ластик: предлагаемый эксперимент по корреляции фотонов, касающийся наблюдения и «отложенного выбора» в квантовой механике». Физический обзор А. 25 (4): 2208–2213. Бибкод : 1982PhRvA..25.2208S . дои : 10.1103/PhysRevA.25.2208 .
  12. ^ Зайонц, АГ; Ван, Эл-Джей; Цзоу, XY; Мандель, Л. (1991). «Квантовый ластик». Природа . 353 (6344): 507–508. Бибкод : 1991Natur.353..507Z . дои : 10.1038/353507b0 . S2CID   4265543 .
  13. ^ Херцог, Ти Джей; Квиат, PG ; Вайнфуртер, Х.; Цайлингер, А. (1995). «Дополнительность и квантовый ластик» (PDF) . Письма о физических отзывах . 75 (17): 3034–3037. Бибкод : 1995PhRvL..75.3034H . doi : 10.1103/PhysRevLett.75.3034 . ПМИД   10059478 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 декабря 2013 года . Проверено 13 февраля 2014 г.
  14. ^ Уолборн, СП; и др. (2002). «Квантовый ластик с двумя щелями». Физ. Преподобный А. 65 (3): 033818. arXiv : quant-ph/0106078 . Бибкод : 2002PhRvA..65c3818W . дои : 10.1103/PhysRevA.65.033818 . S2CID   55122015 .
  15. ^ Жак, Винсент; Ву, Э; Гроссханс, Фредерик; Трейссар, Франсуа; Гранжье, Филипп; Аспект, Ален; Рохль, Жан-Франсуа (2007). «Экспериментальная реализация мысленного эксперимента Уиллера с отложенным выбором». Наука . 315 (5814): 966–968. arXiv : Quant-ph/0610241 . Бибкод : 2007Sci...315..966J . дои : 10.1126/science.1136303 . ПМИД   17303748 . S2CID   6086068 .
  16. ^ Цзяо, Республика Корея; ПГ Квиат; Стейнберг, AM (1995). «Квантовая нелокальность в двухфотонных экспериментах в Беркли». Квантовая и полуклассическая оптика: Журнал Европейского оптического общества, часть B. 7 (3): 259–278. arXiv : Quant-ph/9501016 . Бибкод : 1995QuSOp...7..259C . дои : 10.1088/1355-5111/7/3/006 . S2CID   118987962 .
  17. ^ Джордан, ТФ (1993). «Исчезновение и новое появление макроскопической квантовой интерференции». Физический обзор А. 48 (3): 2449–2450. Бибкод : 1993PhRvA..48.2449J . дои : 10.1103/PhysRevA.48.2449 . ПМИД   9909872 .
  18. ^ Ионичиоу, Р.; Терно, ДР (2011). «Предложение о квантовом эксперименте с отложенным выбором». Физ. Преподобный Летт . 107 (23): 230406. arXiv : 1103.0117 . Бибкод : 2011PhRvL.107w0406I . дои : 10.1103/physrevlett.107.230406 . ПМИД   22182073 . S2CID   44297197 .
  19. ^ Дж. А. Уиллер, Квантовая теория и измерения, Princeton University Press, стр. 192-213.
  20. ^ Грин, Брайан (2004). Ткань космоса: пространство, время и текстура реальности . Альфред А. Кнопф. п. 198 . ISBN  978-0-375-41288-2 .
  21. ^ Перуццо, Альберто; Шедболт, Питер Дж.; Бруннер, Николас; Попеску, Санду; О'Брайен, Джереми Л. (2012). «Квантовый эксперимент с отложенным выбором». Наука . 338 (6107): 634–637. arXiv : 1205.4926 . Бибкод : 2012Sci...338..634P . дои : 10.1126/science.1226719 . ПМИД   23118183 . S2CID   3725159 .
  22. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Грин, Брайан (2004). Ткань Космоса . Альфред А. Кнопф. ISBN  978-0-375-41288-2 .
  23. ^ Фанкхаузер, Йоханнес (2019). «Укрощение квантового ластика отложенного выбора». Кванта . 8 : 44–56. arXiv : 1707.07884 . дои : 10.12743/quanta.v8i1.88 . S2CID   53574007 .
  24. ^ Эберхард, Филипп Х.; Рональд Р. Росс (1989). «Квантовая теория поля не может обеспечить связь со скоростью, превышающей скорость света» (PDF) . Основы физики письма . 2 (2): 127–149. Бибкод : 1989FoPhL...2..127E . дои : 10.1007/BF00696109 . S2CID   123217211 .
  25. ^ Гаасбек, Брэм (2010). «Демистификация экспериментов с отложенным выбором». arXiv : 1007.3977 [ квант-ph ].
  26. ^ Джон Г. Крамер . НАСА переходит на сверхсветовую скорость. Часть 2: Трещины в сверхсветовой броне природы . Колонка «Альтернативный взгляд», журнал Analog Science Fiction and Fact , февраль 1995 г.
  27. ^ Вербос, Пол Дж.; Долматова, Людмила (2000). «Интерпретация квантовой механики в обратном времени - пересмотр с помощью эксперимента». arXiv : Quant-ph/0008036 .
  28. ^ Джон Крамер, «Экспериментальный тест передачи сигналов с использованием квантовой нелокальности» имеет ссылки на несколько отчетов исследователей Вашингтонского университета из его группы. См.: http://faculty.washington.edu/jcramer/NLS/NL_signal.htm .
  29. ^ Скарчелли, Г.; Чжоу, Ю.; Ши, Ю. (2007). «Случайный квантовый ластик с отложенным выбором с помощью двухфотонной визуализации». Европейский физический журнал Д. 44 (1): 167–173. arXiv : Quant-ph/0512207 . Бибкод : 2007EPJD...44..167S . дои : 10.1140/epjd/e2007-00164-y . S2CID   10267634 .
  30. ^ Перуццо, А.; Шедболт, П.; Бруннер, Н.; Попеску, С.; О'Брайен, JL (2012). «Квантовый эксперимент с отложенным выбором». Наука . 338 (6107): 634–637. arXiv : 1205.4926 . Бибкод : 2012Sci...338..634P . дои : 10.1126/science.1226719 . ПМИД   23118183 . S2CID   3725159 .
  31. ^ Резай, М.; Врачтруп, Дж.; Герхардт, И. (2018). «Свойства когерентности молекулярных одиночных фотонов для квантовых сетей» . Физический обзор X . 8 (3): 031026. Бибкод : 2018PhRvX...8c1026R . дои : 10.1103/PhysRevX.8.031026 .
  32. ^ Дрессел, Дж.; Чой, Ю.; Джордан, АН (2012). «Измерение информации о пути с помощью связанных электронных интерферометров Маха-Цендера». Физический обзор B . 85 (4): 045320. arXiv : 1105.2587 . дои : 10.1103/physrevb.85.045320 . S2CID   110142737 .
  33. ^ Брамон, А.; Гарбарино, Г.; Хисмайр, Британская Колумбия (2004). «Квантовая маркировка и квантовое стирание нейтральных каонов». Письма о физических отзывах . 92 (2): 020405. arXiv : quant-ph/0306114 . Бибкод : 2004PhRvL..92b0405B . doi : 10.1103/physrevlett.92.020405 . ПМИД   14753924 . S2CID   36478919 .
  34. ^ Куреши, Т.; Рахман, З. (2012). «Квантовый ластик с использованием модифицированной установки Штерна-Герлаха». Успехи теоретической физики . 127 (1): 71–78. arXiv : Quant-ph/0501010 . Бибкод : 2012PThPh.127...71Q . дои : 10.1143/PTP.127.71 . S2CID   59470770 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Delayed-choice_quantum_eraser&oldid=1227637755"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 2b72734f1a5d4a71beea25a9d87e0356__1717715760
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/2b/56/2b72734f1a5d4a71beea25a9d87e0356.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Delayed-choice quantum eraser - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)