Есть ли простой способ объяснить разницу между классической и истинно квантовой корреляцией человеку, не занимающемуся квантовой механикой, который имеет базовое представление о классической корреляции?
Я имею в виду, что без привлечения квантовой механики простое неравенство Белла типа CHSH можно объяснить и без него — возможно, с немного большей математикой, чем я ищу, но, что более важно, неклассическая корреляция не обязательно подразумевает нарушение Белла.
Кто-нибудь нашел успешный подход к объяснению квантовой корреляции неспециалистам? Даже частично успешные подходы были бы полезны.
Мне особенно нравится парадокс Мермина (также известный как парадокс ГХЦ), потому что его можно понять, ничего не зная о теории вероятностей.
В основном это происходит следующим образом:
У вас есть определенное запутанное состояние трех частиц, называемое состоянием GHZ. На каждой из частиц можно сделать одно из двух измерений, и , и в обоих случаях вы можете получить либо или в результате. Конечно, вы можете независимо выбирать для каждой отдельной частицы состояния, измеряете ли вы или в теме.
Если вы посмотрите на результаты измерения любой отдельной частицы состояния, вы обнаружите, что у вас случайным образом либо или . Однако, если вы посмотрите на полный набор измерений, вы заметите закономерность:
Всякий раз, когда вы измеряете ровно на одной из запутанных частиц, и на двух других вы заметите, что произведение всех трех результатов измерения всегда равно . Это имеет место независимо от того, для какой из трех частиц вы измеряете .
Теперь это еще не будет проблемой: это совместимо с предположением, что каждое значение измерения предопределено. Быть результат измерения на частице , и результат измерения на частице . Тогда приведенный выше факт означает, что мы имеем три уравнения , и .
Теперь мы можем просто перемножить эти три члена вместе и использовать тот факт, что каждый либо или , и поэтому , мы получаем:
Поэтому мы ожидаем, что если мы измерим на всех трех частицах мы также находим, что произведение трех значений равно .
Однако квантовая механика говорит нам, а эксперимент подтверждает (в пределах погрешности измерения), что если мы измерим для всех трех частиц произведение трех результатов измерения всегда равно .
Вы можете попробовать что-то вроде этого. Предположим, у вас есть два электрона в синглетном состоянии. Вы можете измерить спин электрона по трем направлениям x, y, z. Независимо от направления, в котором вы измеряете вращение, вероятность подняться или опуститься составляет 1/2. Если вы измерите спин x обоих электронов и сравните результаты, вы обнаружите, что они противоположны: если спин одного из электронов направлен вверх, спин другого будет направлен вниз. Если вы измеряете электроны в разных направлениях (например, вы измеряете спин в направлении x одного электрона и измеряете другой в направлении z), вероятность того, что они совпадут, будет равна 1/2. Итак, если спины были определены заранее, как могло случиться, что они совпадают, когда вы делаете одни измерения, но не совпадают, когда вы делаете другие?
Дэн Сталке