Форум Физика Магии ::

Newbie

По рекомендации С.И.Доронина я ознакомился с книгой «Физика квантовой информации», Д. Боумейстер, А. Экерт, А. Цайлингер.
Одна из статей в сборнике посвящена ставшему уже традиционным ниспровержению локального реализма: «6.3 Многочастичное перепутывание, Д.Боумейстер, Дж.-В.Пэн, М.Даниэль, Х.Вайнфуртер, А.Цайлингер.», «6.3.2. Противоречие с локальным реализмом»:
http://quantmagic.narod.ru/Books/Zeilinger/g6.djvu
Хотелось бы обсудить детали статьи со специалистами или хотя бы с теми, кто боле-менее разбирается в затронутых вопросах. Вот один из фрагментов рассуждений авторов статьи:
«Выполняя аналогичные рассуждения, можно проверить, что существуют только четыре возможных исхода:» (с.253)
V`V`V`, H`H`V`, H`V`H`, V`H`H` ……… (6.23)
Выражение (6.23) я привел в упрощенном виде. Обращаю внимание на выделенное мною красным цветом слово «только» в выводах авторов. Очевидно, «только» означает, что каждый из четырех исходов ххх-измерения имеет вероятность 0.25. Все другие исходы, надо полагать, имеют нулевую вероятность. Однако на схеме, приведенной авторами в экспериментальной части, предсказание локального реализма при ххх-измерении имеет уже совершенно иной вид:

Рис.6.6. (а): Предсказания локального реализма для вероятностей восьми трех-частичных корреляций при ххх-измерении... (с.262)
Как видим, это уже не только приведенные в (6.23) исходы, и вероятности их существенно отличаются от заявленных авторами – фактически все 8 исходов являются равновероятными (0.11…0.14). Это ошибка?

Далее авторы приводят выражения предсказаний квантовой механики, аналогичные предсказаниям (6.23) локального реализма (привожу также в упрощенном виде):
H`H`H`, H`V`V`, V`H`V`, V`V`H` ……… (6.24)
«Сравнивая слагаемые, записанные в (6.23), со слагаемыми из (6.24) можно заметить, что всякий раз, когда локальный реализм предсказывает достоверный специфический результат измерения одного фотона при данном результате измерения над двумя другими фотонами, квантовая физика достоверно предсказывает прямо противоположный результат». (с.253)
Как видим, авторы сформулировали предсказания от имени локального реализма, которые прямо противоположны предсказаниям квантовой механики. На основании того, что эксперимент подтверждает предсказания квантовой механики, делается вывод об ошибочности локального реализма.
Однако давайте рассмотрим один из экспериментально подтвержденных (авторами) исходов: Н`Н`Н`. Сравним этот исход с выражениями (6.22), которые также имеют экспериментальное подтверждение авторов статьи (рис.6.5). Итак, исход H`H`H` означает в соответствие с (6.22), что для каждого из фотонов, обнаруженных в состоянии H`, два других находятся в противоположных циркуляционных состояниях R\L. Очевидно, что для трех частиц невозможно, чтобы все три пары были противоположны. Для рассматриваемого эксперимента возможны только два набора взаимных циркуляционных поляризаций трех фотонов: все одинаковые (одинаковые попарно) или только две пары противоположных циркуляционных поляризаций, то есть всегда имеется хотя бы одна пара с одинаковой циркуляционной поляризацией. Другими словами, комбинаторика в принципе не допускает три пары различных состояний. Это обстоятельство в равной мере относится и к локальному реализму в трактовке авторов (с.252) и к результатам эксперимента и к предсказаниям КМ. Таким образом, невозможна разумная «стыковка» предсказаний КМ (6.24) и (6.22), изложенных авторами статьи, и очевидно, что результаты экспериментов (рис.6.5 и рис.6.6b,c) ПРОТИВОРЕЧАТ друг другу. Вместе с тем, если такой подход все-таки используется для КМ, то, может быть, следует использовать его же и для опровергаемого локального реализма?
Опровержение локального реализма авторы делают путем пересчета (преобразования) ххх-измерения в yyy-измерение. Такой пересчет дает, как показано, одинаково неприемлемые результаты как для локального реализма, так и для квантовой механики. Для опровержения локализма следовало бы провести корректный эксперимент: yyy-измерение и пересчитать его результаты в xxx-предсказание локализма. Очевидно, что такое yyy-измерение может дать только результат, противоречащий квантовой механике (в трактовке авторов статьи). Какое объяснение можно дать этому обстоятельству?

Как можно заметить (предположить) из схемы экспериментальной установки, измеряемые состояния «приготавливаются» ее конфигурированием:

Рис.6.3. Схематическое изображение экспериментальной установки…
«Установка устроена так, что регистрация одного фотона в каждом из четырех детекторов (четверное совпадение), соответствует наблюдению состояния…
1\√2\(|H>₁|H>₂|V>₃ + |V>₁|V>₂|H>₃) ……… (6.26)
…
1\√2\|H>_T(|H>₁|H>₂|V>₃ + |V>₁|V>₂|H>₃) ……… (6.33)
…Регистрация четверного совпадения рассматривается как проекционное измерение искомого ГХЦ-состояния (6.33) и, таким образом, отфильтровывает лишние слагаемые». (с.254,257)
Анализируя методику измерения, можно сделать вывод, что детекторы D1-3 и Т являются лишь регистраторами наличия частицы «есть частица – нет частицы» и одновременности регистрации частиц. Никакой информации о V\H или R\L состоянии частиц эти детекторы не дают:
«… если фотон, зарегистрированный детектором D3, коррелирован с фотоном, зарегистрированным сигнальным детектором Т, то регистрация совпадения детекторами D1, D2 и D3 отвечает детектированию состояния
|H>₁|H>₂|V>₃ ……… (6.27)
… если фотон, зарегистрированный детектором D2, коррелирован с фотоном в Т, то регистрация совпадения между D1, D2 и D3 отвечает состоянию
|V>₁|V>₂|H>₃ ……… (6.28)
… состояние (6.27) распознается, когда детекторы Т и D3 или D1 и D2 срабатывают одновременно...
Согласно основному правилу квантовой механики, состояние, детектируемое при регистрации совпадений в D1, D2 и D3 при условии срабатывания Т, является квантовой суперпозицией (6.26)». (с.255-256)
Следовательно, можно предположить, что описание установки приведено в неполном виде, поскольку не видно, как происходит измерение состояний H`H`H`, RRV` и прочих, по которым имеются таблицы с результатами экспериментов. Может быть, эти результаты получены экстраполяцией результатов по состоянию (6.33)?

Сообщение размещено на форумах:
http://physmag.h1.ru/forum/topic.php?forum=1&topic=49&start=1#1136978725
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,11938.msg255417.html#msg255417
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.cgi?board=physik-alt&action=display&num=1136992483&start=0
http://forum.membrana.ru/forum/scitech.html?parent=1052641812#1052641812

Петр

(Отредактировано автором: 11 Января, 2006 - 20:18:47)

Отредактировано администратором: С.И. Доронин, 11 Января, 2006 - 17:27:14

-----
Путенихин П.В.