![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
hitthelimit) wrote2012-02-05 03:16 pm
Квантовый ластик с отложенным выбором
Эксперимент «квантовый ластик с отложенным выбором» («Delayed choice quantum eraser») (описание на русском в книге Брайана Грина «Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности» см. «Рис. 7.5.», или тут ) может вызвать некоторые вопросы.
Комментарий Б.Грина к этому эксперименту не слишком подробный. Статья в вики чуть щедрее проливает свет на «толкование истории» на основании отсроченных контрольных данных.
Итак, утверждается, во-первых, что невозможно соотнести сигнальные и контрольные фотоны в процессе растянутого во времени прохождения потока квантов, а только постфактум, по записи контроллера, что верно; во-вторых, что суммарный паттерн на сигнальном экране носит характер шума (красный квадратик под цифрой 0 на рисунке в статье в вики под разделом «Time relations among data»). Утверждается также, и, видимо, это имеет смысл, что будущее никак не управляет прошлым (retrocausality), но при этом данные по сигнальным и контрольным фотонам коррелируют в том смысле, что сигнальные фотоны в суммарной картинке дают интерференционное либо корпускулярное распределение.
Схема эксперимента:
Эти утверждения порождают интересные вопросы.
Вопрос 1. Относительно невозможности соотнесения фотонов в процессе эксперимента: а что мешает проводить последовательность полных циклов на одном фотоне? Т.е., зарегистрировать на экране координаты «приземления» сигнального фотона, потом дождаться информации с удаленного датчика и убедиться, что имеет место корреляция между типом контрольной информации (фиксированный путь или стертая информация о пути) и местонахождением следа фотона на контрольном экране. Разве распределение вероятностей попадания фотона на экран не описывается совершенно определенным образом для случая интерференции и для корпускулярного случая? С учетом этого,
Вопрос 2. Зачем необходимо утверждать, что результирующая картинка на контрольном экране имеет характер шума, если по условиям данного эксперимента должна получиться графическая суперпозиция картин интерференции и корпускулярного прохождения (50/50)? Это методологически важно: имея в качестве исходника массив шума, можно толковать «историю» как угодно, и смысл данного эксперимента вообще исчезает: из шума с помощью подходящих алгоритмов можно много что извлечь. Разве нельзя длительность эксперимента ограничить таким числом событий, чтобы картинка на экране сохраняла структуру? Может ли наличие в схеме квантовых ластиков для 50% событий привести к гарантированному зашумлению экрана при ограниченном количестве фотонов?
Б.Грин пишет о возможности «саботировать» показания удаленных контрольных датчиков постфактум. Но в его интерпретации это только приведет к изменению номеров пар фотонов, сигнальные клоны которых формируют один из двух возможных паттернов, восстанавливаемых в массиве результирующего шума. Я согласен, но в чем смысл всей этой возни? Раз авторы утверждают, что корреляция между контрольной информацией и вероятностью пространственного размещения фотона на экране однозначна, тогда:
Вопрос 3. Почему не «саботировать» датчики в режиме циклов с одиночными фотонами? Идея совершенно проста: в зависимости от типа информации с контрольных датчиков, вероятность пространственного расположения сигнального фотона должна соответствовать, по усредненным данным многочисленных циклов, гаусовским кривым для обоих типов распределения, корпускулярного или волнового.
Здесь мы сталкиваемся с главным парадоксом: поскольку контроль отложенный, то это позволяет нам «саботировать» датчики в соотвествии с тем, что мы видим на экране, для каждого однофотонного события персонально, получив по статистически значимым результатам полное рассогласование с ожиданиями по теории КМ.
Разумеется, это невозможно, но почему? Ведь это же не технические ограничения на проведения эксперимента?
Это невозможно по следующей причине. На трех приведенных ниже графиках представлено распределение совпадений сигнальных и холостых фотонов (с каждого датчика соотвественно), а на четвертой картине я свел все графики вместе.
Очевидно, что координаты одиночного фотона на экране не дают возможности соотнести событие с той или иной корреляцией в будущем (после получения информации с датчиков).
(Хотя график восстановленого распределения на странице википедии:
вводит в заблуждение на счет невозможности идентификации типа одиночного события на экране)
Эксперимент тем не менее очень интересный и побуждает к спекуляциям на тему возможных интерпретаций. Примечательно, но не одного меня. Вот пример: группа товарищей "в теме" предлагает ни много ни мало новую интерпретацию КМ под еще, видимо, не существующим в русском языке названием "Обратно-временная интерпретация КМ" (The Backwards-Time Interpretation of Quantum Mechanic).
Интересно подумать над возможными модификациями эксперимента с тем, чтобы "прижать" неподдатливую природу Реальности и вынудить ее дать более прозрачные намеки на то, как именно все это вертится.
no subject
Нет, конечно. Одиночный фотон не дает распределения вероятности :) Подобное распределение строят на большом кол-ве данных. Всегда (по понятию вероятности).
Одиночный фотон, кстати, вообще ничего не дает, по нему невозможно нечего сказать о ВФ и даже о наличии или отсутствии этой ВФ. Это основная особенность КМ
Вопрос 2.
== Зачем необходимо утверждать, что результирующая картинка на контрольном экране имеет характер шума,
Поскольку оно так и есть, если очистка проводится после детектирования сигнальных фотонов
А вот если до, то тогда, вроде, действительно должна быть суперпозиция картин интерференции и корпускулярного прохождения
no subject
no subject
Это как? И что вообще это значит - "приписывание точки к распределению"?
no subject
Представьте, к примеру, кривую Гаусса: нахождение точки внутри нее дает возможность приписать ей статистический вес принадлежности именно этому виду распределения в зависимости от местоположения.
Максимумы и минимумы обоих распределений нам известны еще до эксперимента, так в чем проблема?
Разумеется, о точном соответствии речь не идет.
no subject
Так, её можно приписать как к распределению интерферированных фотонов, так и к общему распределению (без интерференции) с равным успехом.
Квантовый ластик с отложенным выбором
Re: Квантовый ластик с отложенным выбором
В данном случае - нет. Здесь же случайное распределение, шум. У фотона нет здесь волновой функции.