stringtranslate.com

Измерение без взаимодействия

В физике измерение без взаимодействия — это тип измерения в квантовой механике , который определяет положение, наличие или состояние объекта без взаимодействия между ним и измерительным устройством. Примерами служат эксперимент Реннингера с отрицательным результатом [1] , проблема испытания бомбы Элицура–Вайдмана [ 2] и некоторые оптические системы с двумя полостями , такие как парадокс Харди [3 ].

В квантовых вычислениях такие измерения называются контрфактуальными квантовыми вычислениями [ 3], идея, предложенная физиками Грэмом Митчинсоном и Ричардом Йозой . Примерами служат контрфактуальные зеркальные массивы Кейта Боудена [4], описывающие цифровой компьютер, который можно было бы контрфактуально опросить, чтобы вычислить, не пройдет ли луч света через лабиринт. [5]

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

Измерения без взаимодействия также были предложены как способ уменьшения повреждения образца в электронной микроскопии. [9] [10]

Контрфактуальная квантовая коммуникация

В 2012 году была предложена и продемонстрирована идея контрфактуальной квантовой коммуникации. [11] О ее первом достижении было сообщено в 2017 году. Согласно современным концепциям контрфактуальной квантовой коммуникации, таким образом, можно обмениваться информацией без какой-либо физической частицы / материи / энергии, передаваемой между сторонами, без квантовой телепортации и без информации, являющейся отсутствием сигнала. [12] В 2020 году исследования предположили, что это основано на некоторой форме связи между свойствами модульного углового момента с безмассовым током модульного углового момента, пересекающего «канал передачи», причем объяснение их интерпретации основано не на « жутком действии на расстоянии », а на свойствах частицы, способной « локально перемещаться через области, из которых сама частица исключена». [13] [14] [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Реннингер, М. (1953). «Цум Веллен-Корпускель-Дуализм». Zeitschrift für Physik (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 (1993-07-01). «Квантово-механические измерения без взаимодействия». Основы физики . 23 (7): 987–997. arXiv : hep-th/9305002 . Bibcode : 1993FoPh...23..987E. CiteSeerX 10.1.1.263.5508 . doi : 10.1007/BF00736012. ISSN  0015-9018. S2CID  18707734. 
  3. ^ Митчисон, Грэм; Джоза, Ричард (8 мая 2001 г.). «Контрфактуальное вычисление». Труды Лондонского королевского общества A. 457 ( 2009): 1175–1193. arXiv : quant-ph/9907007 . Bibcode : 2001RSPSA.457.1175M. CiteSeerX 10.1.1.251.9270 . doi : 10.1098/rspa.2000.0714. S2CID  16208575. 
  4. ^ Боуден, Кит Г., «Классические вычисления могут быть контрфактуальными», в Aspects I, Proc ANPA19, Кембридж 1997 (опубликовано в мае 1999 г.), ISBN 0-9526215-3-3 
  5. ^ Боуден, Кит (15.03.1997). «Может ли кот Шредингера схлопнуть волновую функцию?». Архивировано из оригинала 16.10.2007 . Получено 08.12.2007 .
  6. ^ Квят, Пол; Вайнфуртер, Харальд; Херцог, Томас; Цайлингер, Антон; Касевич, Марк А. (1995-06-12). «Измерение без взаимодействия». Physical Review Letters . 74 (24): 4763–4766. Bibcode :1995PhRvL..74.4763K. CiteSeerX 10.1.1.561.6205 . doi :10.1103/PhysRevLett.74.4763. PMID  10058593. 
  7. ^ Уайт, Эндрю Г. (1998).«Визуализация без взаимодействия». Physical Review A. 58 ( 1): 605–613. arXiv : quant-ph/9803060 . Bibcode : 1998PhRvA..58..605W. doi : 10.1103/PhysRevA.58.605. S2CID  125768139.
  8. ^ Tsegaye, T.; Goobar, E.; Karlsson, A.; Björk, G.; Loh, MY; Lim, KH (1998-05-01). «Эффективные измерения без взаимодействия в высокоточном интерферометре». Physical Review A. 57 ( 5): 3987–3990. Bibcode : 1998PhRvA..57.3987T. doi : 10.1103/PhysRevA.57.3987.
  9. ^ Патнэм, Уильям П. (2009). «Неинвазивная электронная микроскопия с квантовыми измерениями без взаимодействия». Physical Review A. 80 ( 4): 040902. Bibcode : 2009PhRvA..80d0902P. doi : 10.1103/PhysRevA.80.040902 . hdl : 1721.1/52312 .
  10. ^ Kruit, P.; Hobbs, RG; Kim, CS.; Yang, Y.; Manfrinato, VR; Hammer, J.; Thomas, S.; Weber, P.; Klopfer, B. (май 2016 г.). «Конструкции квантового электронного микроскопа». Ультрамикроскопия . 164 : 31–45. arXiv : 1510.05946 . doi : 10.1016/j.ultramic.2016.03.004. ISSN  0304-3991. PMID  26998703. S2CID  22658047.
  11. ^ Лю, Ян; Цзюй, Лей; Лян, Сяо-Лей; Тан, Ши-Бяо; Ту, Го-Лян Шэнь; и др. (2012-07-19). "Экспериментальная демонстрация контрфактуальной квантовой связи". Physical Review Letters . 109 (3). Американское физическое общество (APS): 030501. arXiv : 1107.5754 . Bibcode : 2012PhRvL.109c0501L. doi : 10.1103/physrevlett.109.030501. ISSN  0031-9007. PMID  22861830. S2CID  19114400.
  12. ^ "Ученые впервые добились прямой контрфактуальной квантовой коммуникации". Футуризм . Получено 16 января 2021 г.
  13. ^ "Элементарные частицы расстаются со своими свойствами". phys.org . Получено 16 января 2021 г. .
  14. ^ Макрей, Майк. «В новой умопомрачительной статье физики одаривают кота Шредингера чеширской улыбкой». ScienceAlert . Получено 16 января 2021 г.
  15. ^ Ааронов, Якир; Рорлих, Дэниел (21 декабря 2020 г.). «Что нелокально в контрфактуальной квантовой коммуникации?». Physical Review Letters . 125 (26): 260401. arXiv : 2011.11667 . Bibcode : 2020PhRvL.125z0401A. doi : 10.1103/PhysRevLett.125.260401. PMID  33449741. S2CID  145994494. Получено 16 января 2021 г. Доступно на arXiv по лицензии CC BY 4.0.

Библиография

  1. Реннингер, М. (1960). «Messungen ohne Störung des Meßobjekts» [Наблюдение без нарушения объекта]. Zeitschrift für Physik (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.
  2. Реннингер, М. (1953). «Цум Веллен-Корпускель-Дуализм». Zeitschrift für Physik (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.
  3. Луи де Бройль , Современная интерпретация волновой механики , (1964) Elsevier, Амстердам. (Обсуждается эксперимент Реннингера.)
  4. Дике, Р. Х. (1981). «Квантовые измерения без взаимодействия: парадокс?». Американский журнал физики . 49 (10). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 925–930. Bibcode : 1981AmJPh..49..925D. doi : 10.1119/1.12592. ISSN  0002-9505. (Содержит недавнее обсуждение эксперимента Реннингера) .
  5. Крамер, Джон Г. (1986-07-01). «Транзакционная интерпретация квантовой механики». Reviews of Modern Physics . 58 (3). Американское физическое общество (APS): 647–687. Bibcode : 1986RvMP...58..647C. doi : 10.1103/revmodphys.58.647. ISSN  0034-6861. Архивировано из оригинала 20.12.2005. (В разделе 4.1 рассматривается эксперимент Реннингера) .
  6. Пол Г. Квиат, Дао квантового допроса (2001).
  7. Шон М. Кэрролл , Квантовый допрос. Архивировано 3 февраля 2007 г. на Wayback Machine , (2006).

Внешние ссылки


  • в
  • т
  • е