Измерение без взаимодействия

В физике который измерение без взаимодействия — это тип измерения в квантовой механике, определяет положение, присутствие или состояние объекта без взаимодействия между ним и измерительным устройством. Примеры включают эксперимент Реннингера с отрицательным результатом , ^[1] проблема испытания бомбы Элицура -Вайдмана , ^[2] и некоторые оптические системы с двумя резонаторами, такие как парадокс Харди .

В квантовых вычислениях такие измерения называются контрфактическими квантовыми вычислениями . ^[3] идея, предложенная физиками Грэмом Митчинсоном и Ричардом Джозой . Примеры включают «Контрфактическую зеркальную матрицу» Кита Боудена. ^[4] описание цифрового компьютера, который можно контрафактно опрашивать, чтобы вычислить, не сможет ли световой луч пройти через лабиринт. ^[5]

Первоначально предложенные Р. Х. Дикке в 1981 году в качестве мысленных экспериментов, измерения без взаимодействия были экспериментально продемонстрированы в различных конфигурациях. ^[6]^[7]^[8]

Измерения без взаимодействия также были предложены как способ уменьшить повреждение образцов в электронной микроскопии. ^[9]^[10]

Контрфактическая квантовая коммуникация

В 2012 году была предложена и продемонстрирована идея контрфактической квантовой коммуникации. ^[11] О его первом достижении было сообщено в 2017 году. Согласно современным концепциям контрфактической квантовой коммуникации, обмен информацией может осуществляться без передачи каких-либо физических частиц/материи/энергии между сторонами, без квантовой телепортации и без информации, являющейся отсутствием сигнала. ^[12] В исследованиях 2020 года было высказано предположение, что это основано на некоторой форме связи между свойствами модульного углового момента с безмассовым током модульного углового момента, пересекающим «канал передачи», причем объяснение их интерпретации основано не на « жутких действиях на расстоянии », а на свойства частицы, способные «путешествовать локально через области, из которых исключена сама частица». ^[13]^[14]^[15]

См. также

Ссылки

^ Реннингер, М. (1953). «О корпускулярно-волновом дуализме». Журнал физики (на немецком языке). 136 (3). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 251-261. дои : 10.1007/bf01325679 . ISSN 1434-6001 . S2CID 123122734 .
^ Элицур, Авшалом К. ; Вайдман, Лев (1 июля 1993 г.). «Квантово-механические измерения без взаимодействия». Основы физики . 23 (7): 987–997. arXiv : hep-th/9305002 . Бибкод : 1993FoPh...23..987E . CiteSeerX 10.1.1.263.5508 . дои : 10.1007/BF00736012 . ISSN 0015-9018 . S2CID 18707734 .
^ Митчисон, Грэм; Джожа, Ричард (8 мая 2001 г.). «Контрфактические вычисления». Труды Лондонского королевского общества А. 457 (2009): 1175–1193. arXiv : Quant-ph/9907007 . Бибкод : 2001RSPSA.457.1175M . CiteSeerX 10.1.1.251.9270 . дои : 10.1098/rspa.2000.0714 . S2CID 16208575 .
^ Боуден, Кейт Дж., «Классические вычисления могут быть контрфактическими», в аспектах I, Proc ANPA19, Кембридж, 1997 г. (опубликовано в мае 1999 г.), ISBN 0-9526215-3-3
^ Боуден, Кейт (15 марта 1997 г.). «Может ли кот Шрёдингера коллапсировать волновую функцию?» . Архивировано из оригинала 16 октября 2007 г. Проверено 8 декабря 2007 г.
^ Квиат, Пол; Вайнфуртер, Харальд; Херцог, Томас; Цайлингер, Антон; Касевич, Марк А. (12 июня 1995 г.). «Измерение без взаимодействия». Письма о физических отзывах . 74 (24): 4763–4766. Бибкод : 1995PhRvL..74.4763K . CiteSeerX 10.1.1.561.6205 . дои : 10.1103/PhysRevLett.74.4763 . ПМИД 10058593 .
^ Уайт, Эндрю Г. (1998). « Визуализация без взаимодействия». Физический обзор А. 58 (1): 605–613. arXiv : Quant-ph/9803060 . Бибкод : 1998PhRvA..58..605W . дои : 10.1103/PhysRevA.58.605 . S2CID 125768139 .
^ Цегайе, Т.; Губар, Э.; Карлссон, А.; Бьорк, Г.; Лох, МОЙ; Лим, К.Х. (1 мая 1998 г.). «Эффективные измерения без взаимодействия в высокоточном интерферометре». Физический обзор А. 57 (5): 3987–3990. Бибкод : 1998PhRvA..57.3987T . дои : 10.1103/PhysRevA.57.3987 .
^ Патнэм, Уильям П. (2009). «Неинвазивная электронная микроскопия с квантовыми измерениями без взаимодействия» . Физический обзор А. 80 (4): 040902. Бибкод : 2009PhRvA..80d0902P . дои : 10.1103/PhysRevA.80.040902 . hdl : 1721.1/52312 .
^ Круит, П.; Хоббс, Р.Г.; Ким, CS.; Ян, Ю.; Манфринато, ВР; Хаммер, Дж.; Томас, С.; Вебер, П.; Клопфер, Б. (май 2016 г.). «Конструкции квантового электронного микроскопа». Ультрамикроскопия . 164 : 31–45. arXiv : 1510.05946 . дои : 10.1016/j.ultramic.2016.03.004 . ISSN 0304-3991 . ПМИД 26998703 . S2CID 22658047 .
^ Лю, Ян; Джу, Лей; Лян, Сяо-Лэй; Тан, Ши-Бяо; Ту, Го-Лян Шен; и др. (19 июля 2012 г.). «Экспериментальная демонстрация контрфактической квантовой коммуникации». Письма о физических отзывах . 109 (3). Американское физическое общество (APS): 030501. arXiv : 1107.5754 . Бибкод : 2012PhRvL.109c0501L . doi : 10.1103/physrevlett.109.030501 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 22861830 . S2CID 19114400 .
^ «Ученые впервые достигли прямой контрфактической квантовой связи» . Футуризм . Проверено 16 января 2021 г.
^ «Элементарные частицы расходятся со своими свойствами» . физ.орг . Проверено 16 января 2021 г.
^ Макрей, Майк. «В новой ошеломляющей статье физики подарили коту Шрёдингера чеширскую улыбку» . НаукаАлерт . Проверено 16 января 2021 г.
^ Ааронов, Якир; Рорлих, Даниэль (21 декабря 2020 г.). «Что такое нелокальность в контрфактической квантовой коммуникации?» . Письма о физических отзывах . 125 (26): 260401. arXiv : 2011.11667 . Бибкод : 2020PhRvL.125z0401A . doi : 10.1103/PhysRevLett.125.260401 . ПМИД 33449741 . S2CID 145994494 . Проверено 16 января 2021 г. Доступно на arXiv под CC BY 4.0 .

Библиография

Реннингер, М. (1960). «Наблюдения без нарушения объекта». Журнал физики (на немецком языке). 158 (4). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 417-421. Бибкод : 1960ZPhy..158..417R . дои : 10.1007/bf01327019 . ISSN 1434-6001 . S2CID 123027469 .
Реннингер, М. (1953). «О корпускулярно-волновом дуализме». Журнал физики (на немецком языке). 136 (3). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 251-261. Бибкод : 1953ZPhy..136..251R . дои : 10.1007/bf01325679 . ISSN 1434-6001 . S2CID 123122734 .
Луи де Бройль , Современная интерпретация волновой механики , (1964) Elsevier, Амстердам. (Обсуждается эксперимент Реннингера.)
Дике, Р.Х. (1981). «Квантовые измерения без взаимодействия: парадокс?». Американский журнал физики . 49 (10). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 925–930. Бибкод : 1981AmJPh..49..925D . дои : 10.1119/1.12592 . ISSN 0002-9505 . (Приводится недавнее обсуждение эксперимента Реннингера) .
Крамер, Джон Г. (1 июля 1986 г.). «Транзакционная интерпретация квантовой механики» . Обзоры современной физики . 58 (3). Американское физическое общество (APS): 647–687. Бибкод : 1986РвМП...58..647С . дои : 10.1103/revmodphys.58.647 . ISSN 0034-6861 . Архивировано из оригинала 20 декабря 2005 г. (В разделе 4.1 рассматривается эксперимент Реннингера) .
Пол Г. Квиат, Дао квантового допроса (2001).
Шон М. Кэрролл , Квантовый допрос, архивировано 3 февраля 2007 г. в Wayback Machine (2006).

Внешние ссылки

Пейдж, Эй Джей; Квон, Хёкджун; Симсек, Селвин; Селф, Крис Н.; Грей, Джонни; Ким, MS (30 апреля 2020 г.). «Квантовые делокализованные взаимодействия». Письма о физических отзывах . 125 (24): 240406. arXiv : 2004.14658 . Бибкод : 2020PhRvL.125x0406P . doi : 10.1103/PhysRevLett.125.240406 . ПМИД 33412066 . S2CID 216867791 .

Эта квантовой механике статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Реннингер, М. (1953). «О корпускулярно-волновом дуализме». Журнал физики (на немецком языке). 136 (3). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 251-261. дои : 10.1007/bf01325679 . ISSN 1434-6001 . S2CID 123122734 .

[2] Элицур, Авшалом К. ; Вайдман, Лев (1 июля 1993 г.). «Квантово-механические измерения без взаимодействия». Основы физики . 23 (7): 987–997. arXiv : hep-th/9305002 . Бибкод : 1993FoPh...23..987E . CiteSeerX 10.1.1.263.5508 . дои : 10.1007/BF00736012 . ISSN 0015-9018 . S2CID 18707734 .

[MitchinsonJozsa-3] Митчисон, Грэм; Джожа, Ричард (8 мая 2001 г.). «Контрфактические вычисления». Труды Лондонского королевского общества А. 457 (2009): 1175–1193. arXiv : Quant-ph/9907007 . Бибкод : 2001RSPSA.457.1175M . CiteSeerX 10.1.1.251.9270 . дои : 10.1098/rspa.2000.0714 . S2CID 16208575 .

[Bowden1-4] Боуден, Кейт Дж., «Классические вычисления могут быть контрфактическими», в аспектах I, Proc ANPA19, Кембридж, 1997 г. (опубликовано в мае 1999 г.), ISBN 0-9526215-3-3

[Bowden2-5] Боуден, Кейт (15 марта 1997 г.). «Может ли кот Шрёдингера коллапсировать волновую функцию?» . Архивировано из оригинала 16 октября 2007 г. Проверено 8 декабря 2007 г.

[6] Квиат, Пол; Вайнфуртер, Харальд; Херцог, Томас; Цайлингер, Антон; Касевич, Марк А. (12 июня 1995 г.). «Измерение без взаимодействия». Письма о физических отзывах . 74 (24): 4763–4766. Бибкод : 1995PhRvL..74.4763K . CiteSeerX 10.1.1.561.6205 . дои : 10.1103/PhysRevLett.74.4763 . ПМИД 10058593 .

[7] Уайт, Эндрю Г. (1998). « Визуализация без взаимодействия». Физический обзор А. 58 (1): 605–613. arXiv : Quant-ph/9803060 . Бибкод : 1998PhRvA..58..605W . дои : 10.1103/PhysRevA.58.605 . S2CID 125768139 .

[8] Цегайе, Т.; Губар, Э.; Карлссон, А.; Бьорк, Г.; Лох, МОЙ; Лим, К.Х. (1 мая 1998 г.). «Эффективные измерения без взаимодействия в высокоточном интерферометре». Физический обзор А. 57 (5): 3987–3990. Бибкод : 1998PhRvA..57.3987T . дои : 10.1103/PhysRevA.57.3987 .

[9] Патнэм, Уильям П. (2009). «Неинвазивная электронная микроскопия с квантовыми измерениями без взаимодействия» . Физический обзор А. 80 (4): 040902. Бибкод : 2009PhRvA..80d0902P . дои : 10.1103/PhysRevA.80.040902 . hdl : 1721.1/52312 .

[10] Круит, П.; Хоббс, Р.Г.; Ким, CS.; Ян, Ю.; Манфринато, ВР; Хаммер, Дж.; Томас, С.; Вебер, П.; Клопфер, Б. (май 2016 г.). «Конструкции квантового электронного микроскопа». Ультрамикроскопия . 164 : 31–45. arXiv : 1510.05946 . дои : 10.1016/j.ultramic.2016.03.004 . ISSN 0304-3991 . ПМИД 26998703 . S2CID 22658047 .

[11] Лю, Ян; Джу, Лей; Лян, Сяо-Лэй; Тан, Ши-Бяо; Ту, Го-Лян Шен; и др. (19 июля 2012 г.). «Экспериментальная демонстрация контрфактической квантовой коммуникации». Письма о физических отзывах . 109 (3). Американское физическое общество (APS): 030501. arXiv : 1107.5754 . Бибкод : 2012PhRvL.109c0501L . doi : 10.1103/physrevlett.109.030501 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 22861830 . S2CID 19114400 .

[12] «Ученые впервые достигли прямой контрфактической квантовой связи» . Футуризм . Проверено 16 января 2021 г.

[13] «Элементарные частицы расходятся со своими свойствами» . физ.орг . Проверено 16 января 2021 г.

[14] Макрей, Майк. «В новой ошеломляющей статье физики подарили коту Шрёдингера чеширскую улыбку» . НаукаАлерт . Проверено 16 января 2021 г.

[15] Ааронов, Якир; Рорлих, Даниэль (21 декабря 2020 г.). «Что такое нелокальность в контрфактической квантовой коммуникации?» . Письма о физических отзывах . 125 (26): 260401. arXiv : 2011.11667 . Бибкод : 2020PhRvL.125z0401A . doi : 10.1103/PhysRevLett.125.260401 . ПМИД 33449741 . S2CID 145994494 . Проверено 16 января 2021 г. Доступно на arXiv под CC BY 4.0 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]