Оглавление
- 1 Квантовый ластик с отложенным выбором
- 1.1 История и основные понятия
- 1.2 Эксперимент с квантовым ластиком
- 1.3 Эксперимент с двумя щелями
- 1.4 Квантовый ластик
- 1.5 Простой эксперимент с квантовым ластиком
- 1.6 Отложенный выбор
- 1.7 Эксперимент Кима и соавт. (1999)
- 1.8 Процесс эксперимента
- 1.9 Результаты эксперимента
- 1.10 Интерпретация результатов
- 1.11 Последствия и выводы
- 1.12 Другие эксперименты и предложения
- 1.13 Квантовый эксперимент с отложенным выбором
- 1.14 Эксперимент Перуццо и др. (2012)
- 1.15 Эксперимент Резаи и др. (2018)
- 1.16 Использование твердотельных электронных интерферометров
- 1.17 Исследование запутанных пар нейтральных каонов
- 1.18 Квантовый ластик с модифицированной установкой Штерна-Герлаха
- 1.19 Полный текст статьи:
- 2 Квантовый ластик с отложенным выбором
Квантовый ластик с отложенным выбором
-
История и основные понятия
- Классическая механика и старая квантовая теория
- Обозначение бюстгальтера, гамильтониан, вмешательство, дополняемость, декогеренция, запутанность, уровень энергии, измерение, нелокальность, квантовое число, государство, суперпозиция, симметрия, туннелестроение, неопределенность, коллапс, неравенство Белла, неравенство CHSH, Дэвиссон–Гермер, двойной разрез, Элитцур–Вайдман, Франк–Герц, неравенство Леггетта, неравенство Леггетта–Гарга, машина–испытатель, Поппер, отложенный выбор, кот Шредингера, Штерн–Герлах, отложенный выбор Уилера
-
Эксперимент с квантовым ластиком
- Разработан Юн-Хо Кимом, Р. Ю, С. P. Кулик, Ю. H. Ши и Марлан О.
- Включает концепции эксперимента Джона Арчибальда Уилера с отложенным выбором
- Исследует парадокс: фотон может быть волной или частицей в зависимости от экспериментальной установки
- Интерпретация суперпозиции состояний устраняет парадокс причинно-следственной связи
-
Эксперимент с двумя щелями
- Луч света направляется перпендикулярно к стене с двумя щелями
- Наблюдается интерференционная картина, предполагающая, что частицы проходят через обе щели одновременно
- Мысленный эксперимент “в какую сторону” иллюстрирует принцип дополнительности
-
Квантовый ластик
- Скалли и Друль предложили сохранять информацию о траектории фотона в возбужденном состоянии атома
- Информация о траектории может быть стерта, если второй фотон измеряется в случайном месте
- Многочисленные эксперименты подтвердили эффективность квантового ластика
-
Простой эксперимент с квантовым ластиком
- Фотоны проходят через светоделитель, разделяясь на два пути
- Интерференция возникает, даже если фотон движется по одному пути
- Второй светоделитель рекомбинирует лучи, создавая помехи на экранах обнаружения
-
Отложенный выбор
- Элементарные предшественники квантового ластика имеют классические волновые объяснения
- Джордан утверждал, что эти эксперименты могут быть интерпретированы как квантовые стирающие устройства
- Современные версии квантового ластика используют запутанные фотоны, что делает их неклассическими
-
Эксперимент Кима и соавт. (1999)
- Использование запутанных фотонов для демонстрации квантовых ластиков
- Применение спонтанного параметрического понижающего преобразования (SPDC)
- Разделение фотонов на сигнальные и ленивые
-
Процесс эксперимента
- Сигнальные фотоны направляются к детектору D0
- Ленивые фотоны отклоняются и направляются к детекторам D1-D4
- Детекторы D3 и D4 предоставляют информацию о траектории ленивых фотонов
- Детекторы D1 и D2 не предоставляют информацию о траектории
-
Результаты эксперимента
- Интерференционные картины наблюдаются при обнаружении ленивых фотонов на D1 или D2
- Простые дифракционные картины наблюдаются при обнаружении ленивых фотонов на D3 или D4
- Интерференция зависит от того, как был обнаружен ленивый фотон
-
Интерпретация результатов
- Интерференция определяется выбором детектора для ленивых фотонов
- Общая структура сигнальных фотонов не показывает интерференции
- Интерференция возможна только после обнаружения ленивых фотонов
-
Последствия и выводы
- Отсутствие ретропричинности в эксперименте
- Интерференционная картина видна только после обнаружения ленивых фотонов
- Квантовый ластик с отложенным выбором не передает информацию ретропричинным образом
-
Другие эксперименты и предложения
- Усовершенствования и расширения работы Кима и соавт.
- Примеры других экспериментов и предложений
-
Квантовый эксперимент с отложенным выбором
- Фотон проходит через двойную щель
- Случайный отложенный выбор стирает или не стирает информацию о траектории
- Регистрируется одновременно частицеподобное и волнообразное поведение фотона
-
Эксперимент Перуццо и др. (2012)
- Основан на квантово-управляемом светоделителе
- Поведение частиц и волн исследуется одновременно
- Квантовая природа проверена с помощью неравенства Белла
-
Эксперимент Резаи и др. (2018)
- Объединение интерференции Хонга-Оу-Манделя с квантовым ластиком
- Два несовместимых фотона накладываются на светоделитель
- При интегрированном контроле выходных портов помех нет
- При поляризационном анализе и выборе подмножества возникает квантовая интерференция
-
Использование твердотельных электронных интерферометров
- Предложены для электронных версий экспериментов с квантовым стиранием
- Достигается кулоновской связью со вторым электронным MZI
-
Исследование запутанных пар нейтральных каонов
- Подходят для исследований с методами квантовой маркировки и стирания
-
Квантовый ластик с модифицированной установкой Штерна-Герлаха
- Не требует подсчета совпадений
- Квантовое стирание осуществляется дополнительным магнитным полем Штерна-Герлаха