О том, что квантовая механика нелокальна, известно уже давно, со времен работ Белла (1966 г. и позже) и групповых экспериментов Аспекта, подтверждающих неравенство CHSH типа Белла (1980 г. и позже).
Точнее, было доказано, что есть результаты, полученные в экспериментах с запутанными частицами, которые нельзя объяснить локальным распределением переменных. Проще говоря, кажется, что во время измерения, проводимого Бобом, известно, что измеряла Алиса (или измеряла ли она), и наоборот.
( Примечание : после экспериментов по проверке неравенств типа Белла в 1990 году и позже появились так называемые контекстуальные доказательства : в основном парадокс Харди и эксперимент GHZ . Они доказали нелокальность без распределений скрытых переменных, согласно Но эти эксперименты, кажется, делают больше, они даже ставят под сомнение возможность объяснения результатов запутанности с помощью нелокальных , детерминированных скрытых переменных.)
Но этот результат нельзя использовать для связи со сверхсветовой скоростью.
Каково наиболее общее доказательство этого утверждения? Имеет ли это какое-то отношение к QM (полагается ли оно на него)?
Одно предложение: машина, способная передавать сверхсветовые сообщения, выглядит, с точки зрения некоторых систем координат, как машина, которая передает сообщения назад во времени. Ну, по крайней мере, в нашей части вселенной мы не можем изменить прошлое. Я считаю это самым основным аргументом, потому что он не опирается на квантовую механику, термодинамику или другие области физики.
Есть ли другие предложения для общего доказательства? Может быть, мы не можем доказать отсутствие сверхсветовой связи без аргументов, опирающихся на QM?
Квантовая механика не является нелокальной. Скорее, теории скрытых переменных, которые делают те же предсказания, что и квантовая механика, нелокальны. Квантовые системы можно описать в терминах наблюдаемых, которые развиваются локально. Эти наблюдаемые представлены эрмитовыми операторами, а не скрытыми переменными, т.е. - одиночными числами. В запутанности, подобной наблюдаемой в экспериментах типа Аспект, две системы имеют наблюдаемые, которые содержат локально недоступную информацию: информацию, которую можно выявить только путем сравнения значений наблюдаемых одной системы со значениями другой:
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007
http://arxiv.org/abs/1109.6223 .
Квантовая механика не предоставляет никаких средств для сверхсветовой связи, потому что квантовые системы развиваются исключительно локально.
В общей теории относительности некоторые модели содержат замкнутые времяподобные кривые, пути сквозь пространство-время, которые возвращают вас в точку пространства и времени, откуда вы начали. Эти пространства-времени не позволяют осуществлять сверхсветовую связь. Такое пространство-время не исключается теоретическими соображениями общей теории относительности:
http://arxiv.org/abs/gr-qc/0701024 .
Есть некоторые пространства-времени, которые, по-видимому, допускают сверхсветовые путешествия (и, следовательно, позволяют сверхсветовую связь):
http://arxiv.org/abs/gr-qc/0009013 .
Однако эти пространства-времени включают в себя экзотические формы материи, которые, по-видимому, сильно ограничены квантовой теорией поля, поэтому неясно, могут ли они быть реализованы:
http://arxiv.org/abs/gr-qc/0209036 .
Ни замкнутые времяподобные кривые, ни сверхсветовые пространства-времени не наблюдались, но это не значит, что их нельзя построить. Какой-то будущий закон физики может исключить их и таким образом объяснить, почему ни один из них не наблюдался или не наблюдался.