Отложенный выбор Квантовый ластик: я что-то упустил?

Этот вопрос был дословно размещен на форумах по физике . Я дам тот же основной ответ, который я дал там.

---

Сознание никогда не является частью какого-либо квантово-механического объяснения. Каждый эксперимент проходит одинаково независимо от того, находится человек в комнате или нет.

Ретрокаузальность здесь также не требуется. Например, копенгагенская интерпретация объясняет ластик с отложенным выбором мгновенным нелокальным частичным коллапсом, а интерпретация многих миров объясняет это тем, что миры остаются связными и взаимодействующими. Это две самые популярные интерпретации.

На мой взгляд, представление о ластике с отсроченным выбором в терминах оптического эксперимента запутывает проблему. Мы можем создать тот же базовый эффект с гораздо более простой системой, включающей три кубита.

Аналогичная более простая ситуация

Предположим, у вас есть состояние$\psi = \frac{1}{2} \left|000\right\rangle + \frac{1}{2} \left|110\right\rangle + \frac{1}{2} \left|011\right\rangle + \frac{1}{2} \left|101\right\rangle$. То есть: у вас есть три кубита, каждый из первых двух кубитов инициализируется в половинном состоянии.$\frac{1}{\sqrt{2}} \left|0\right\rangle + \frac{1}{\sqrt{2}} \left|1\right\rangle$, а затем условно переключается третий кубит, так что его значение говорит вам, отличаются ли первые два кубита или нет.

Теперь запустите несколько колокольных тестов с первыми двумя кубитами. Вы обнаружите, что они не нарушают никаких колокольных неравенств и не проходят никакие другие тесты на запутанность. Они не запутаны.

Но если вы позже измерите третий кубит и разделите тесты, которые вы провели для двух других кубитов, на группу «третий кубит равен 0» и группу «третий кубит равен 1», вы увидите, что внутри каждой группы есть неравенства колоколов нарушаются! Таким образом, первые два кубита все время были запутаны.

НО, если вы измерите третий кубит по оси X вместо оси Z, с которой мы работали, вы никогда не сможете разделить две группы и увидеть запутанные подслучаи. Отличительная информация становится постоянно недоступной, невосстановимой из-за термодинамики, не позволяющей вам отменить измерение.

Так что это? Они были запутаны? Не запутался? Только запутались, когда мы сделали правильное измерение? Я бы сказал, что они запутались, но необычным образом, который труднее обнаружить. Третий кубит сообщает вам, какой тип запутанности существует между первыми двумя кубитами (запутанность для согласия или запутанность для несогласия). Каждый подслучай запутан, но случаи дополняют друг друга таким образом, что скрывают любой сигнал запутанности, если вы считаете их вместе, а не по отдельности.

Независимо от того, решили ли мы измерить правильную ось третьего кубита, это не определяет, запутаны ли исходные два кубита или нет, это определяет, есть ли у нас информация, необходимая для разделения результатов на два дополнительных подслучая. Если вы попытаетесь упростить ситуацию до двух максимально запутанных частиц против «незапутанных» или до «просто-частица» против «просто-волны», вы отбросив контекст, необходимый для понимания того, что происходит.

Отображение назад

Точно такая же логика применима к эксперименту с квантовым ластиком с отложенным выбором, за исключением того, что здесь задействовано дополнительное значение, и вы ищете интерференционные паттерны вместо прохождения тестов с колокольчиком. Нет сознания. Нет ретрокаузальности. Просто «получили и использовали ли мы отличительную информацию, необходимую для группировки картины отсутствия интерференции в две взаимодополняющие картины интерференции»

1. Я упустил важную деталь в своем понимании того, как проводится эксперимент с квантовым ластиком с отложенным выбором?

Да. Я отвечу на ваш список вашего понимания.

2. Как можно объяснить то, что происходит в эксперименте, не используя концепцию «ретропричинности» (следствие раньше причины)?

Этот вопрос не имеет смысла, если кто-то пытался утверждать, что вам нужна ретропричинность, он вас обманывал. Но также вы должны четко понимать, о каком эксперименте вы говорили. Тот, что изображен выше, или тот, что в статье, которую вы цитируете, с квантовым контроллером? Вы всегда можете иметь сортировку, сортировку, которая зависит от контроллера, всех задействованных частиц и детекторов. Но эта сортировка не означает, что определенные свойства фиксированы, некоторые свойства создаются в результате взаимодействия, а не уже существуют. Но это не ретропричинность, это просто взаимодействия, которые превращают вещи в состояния, обладающие определенными свойствами, тогда как в целом только некоторые состояния обладают этими свойствами.

3. Если фотон пройдет через обе щели, разве кристалл BBO не произведет 4 фотона? Если да, то что в этом случае происходит, а если нет, то почему?

Прохождение через обе щели - одно из ваших недоразумений.

Лазер испускает фотон в двойную щель. Он может проходить либо через щель A (красная), либо через щель B (синяя), либо через обе.

Это уже недоразумение, вызванное действительно плохими объяснениями квантовой механики. Через двойную щель проходит одно состояние. Это такое состояние if, при котором секторы, расположенные прямо перед щелью A или прямо перед щелью B, срабатывают. Но стрелял только один. Но это не статистическая смесь состояния, которое производит только один огонь, и состояния, которое создает только другой огонь, и мы не можем экспериментально различить их с помощью дальнейших возможных экспериментов. Именно эта последняя возможность заставляет людей говорить, что она проходит через оба варианта. Но это дикая неправильная характеристика. Поскольку квантовая механика линейна, вы можете проанализировать, что произойдет, если это будет состояние, которое вызовет только один пожар, а затем проанализировать, что произойдет, если это будет состояние, которое вызовет только другой пожар, и вычислить сложные результаты в обоих направлениях, и результатом будет комплексная сумма результатов. Если бы это была статистическая смесь, вы бы просто добавили частоты результатов.

После двойной щели находится нелинейно-оптический кристалл (НВО), который преобразует фотон в два запутанных фотона.

Итак, если бы у вас было состояние, в котором загорался бы только детектор за пределами одной щели, то этот кристалл произвел бы два фотона.

Призма Глана-Томпсона разделяет эти два запутанных фотона. Один из них (называемый сигнальным фотоном) направляется к детектору D0, а другой (холостой фотон) направляется к призме PS и отклоняется в зависимости от того, следует ли он по пути A или по пути B.

И эти два фотона могут находиться в состоянии, при котором срабатывают детекторы в двух разных направлениях. И каждое из этих состояний может взаимодействовать с призмой, создавая новое состояние, которое может привести к срабатыванию детектора в новом направлении.

Бездействующий фотон, следующий по пути A, проходит через светоделитель BSb, где он может либо отразиться и попасть в D4, либо передать, отразиться от зеркала Mb, а затем либо отразиться от BSc и войти в D2, либо передать и войти в D1.

И вот проблема. Опять же, каждый раз, когда он взаимодействует, он не движется в каком-то направлении, он переходит в состояние, при котором детекторы в этом направлении срабатывают. Это может показаться бессмысленным различием, но оно возникает прямо здесь, в D1 и D2.

Что мы сделали, так это сказали, что состояние, которое может заставить сработать только детектор за красной щелью, будет взаимодействовать с веществом и станет состоянием с двумя фотонами, один из которых может заставить сработать детекторы D4, D1 или D2.

Позже мы увидим, что состояние, при котором срабатывает только детектор за синей щелью, взаимодействует с веществом и становится состоянием с двумя фотонами, один из которых может срабатывать детекторами D3, D2 или D1.

Поскольку оба состояния (то, которое может заставить погаснуть только красный цвет, и то, которое могло заставить погаснуть только синий цвет), оба способны сами по себе заставить погаснуть D1 и D2, вы обнаружите, что когда у вас есть состояние, которое является Наложение этих двух состояний наложение заставляет детекторы D1 и D2 срабатывать по-разному.

Давайте будем немного точнее. Если у вас было красное состояние, которое не было частью пары, то D4 срабатывает в половине случаев, а D1 и D2 срабатывают в 25% случаев. И если у вас было красное состояние, которое не было частью пары, то D3 срабатывал в половине случаев, а D1 и D2 срабатывали в 25% случаев. Предполагая, что светоделители повсюду наполовину посеребренные зеркала.

Но когда вы создаете состояние, которое может привести к срабатыванию детекторов у красной или синей щели, есть несколько способов сделать это. Во-первых, вы можете создать состояния, которые заставят детекторы срабатывать с разной скоростью, и вы можете сделать это, перевернув вращение, а затем создав одно состояние или другое состояние, или вы можете создать новое состояние, которое действительно является новой вещью, которая может заставить любой детектор уходить. И если вы сделаете это новое состояние, то вы обнаружите подробную информацию о том, что происходит с детекторами D1 и D2, и можно будет провести эксперименты, в которых красный цвет вызывает срабатывание, а синий - срабатывание, но новое состояние заставляет не стрелять.

В классическом эксперименте с двумя щелями именно так и получается темная полоса. Так что если вы этого не понимали, то вы никогда не понимали исходный квантовый эксперимент с двумя щелями.

Так что, чтобы было ясно, дело не в том, что у вас есть фотон, идущий по тому или иному пути, и это не фотон, идущий по каждому. Это состояние может привести к срабатыванию детекторов, размещенных на любом из этих синих или красных путей. А в тех местах, где вы видите красную и синюю линии, вы можете ожидать, что ваш детектор сработает в 25% случаев, потому что точное расположение может привести к деструктивным помехам.

Детекторы D1 и D2 всегда дают интерференционные картины,

Здесь нужно четко понимать, где и о какой закономерности вы говорите. Вы говорите о совпадении с движущимся экраном на других фотонах пары? Настройка расположения детекторов D1 и D2? Или вы просто имеете в виду не получение 25% попаданий?

в то время как D3 и D4 показывают только дифракцию без помех.

Та же сделка. Какая дифракция? Это детектор, он срабатывает или нет. Вы его двигаете? Вы пост выбираете, чтобы перебрать его и посмотреть на совпадения с чем-то другим?

Если холостой фотон попадает в D4, то мы знаем, что он прошел через щель A,

Нет. Если бы мы сделали статистическую смесь красных и синих состояний (например, подбросили монету, а затем сделали красное состояние, если решка или синее состояние, если решка), а затем сработал D4, мы бы знали, в каком состоянии находится монета ( головы). Но мы этого не сделали. Так что тогда он не был ни красным, ни синим (он был в новом состоянии, в котором могли сработать либо красные, либо синие детекторы), и поэтому сказать, что выполнение чего-то из лука могло сказать нам, было ли тогда красное или синее, было бы просто неверно, поскольку доказуемо, что он не был ни в красном состоянии, ни в красном состоянии, а был в состоянии совершенно нового типа.

если D3, то щель B.

Тоже неправильно. Думайте о красном как о векторе, находящемся на оси x, и о синем, как о векторе, находящемся на оси y. Это вполне возможно. Но возможностей гораздо больше. В дополнение к тому, чтобы быть на оси x или на оси y, или чтобы кто-то перевернулся и был тайно помещен на одну из них, и мы не знаем, какие, есть и другие возможности, что вектор может быть где угодно во всей 2d-плоскости. И позже, если он будет принудительно привязан к оси x или оси y, это никоим образом не означает, что изначально это была одна из этих осей. И на самом деле мы знаем, что это не так.

Это не просто аналогия, и в этом вы действительно ошибаетесь. Мы математически представляем красное состояние с помощью вектора. И мы представляем состояние значения математически с помощью ортогонального вектора. И мы представляем новые состояния с помощью линейных комбинаций. И если, вероятно, вы можете обнаружить, что изначально он не находился ни на одной из этих осей, то никакой результат не может сказать вам, что это было.

Этого не было. И думать, что это следующее. синий путь или красный путь так же неверны, как думать, что вектор в 2d-плоскости должен быть на оси x или оси y. Это совершенно неправильно.

Однако в конечном итоге происходит то, показывает ли сигнальный фотон интерференцию в D0, зависит от того, входит ли холостой фотон в D1/D2 или D3/D4.

Дух идеи может быть там. Но это сортировка по совпадению выбора поста. Вы сортируете все результаты в D0 в зависимости от того, сработал ли D0, когда сработал D1/D2, и вы видите, что эта коллекция имеет волнообразное распределение (выше или ниже в зависимости от того, где вы поместите D0). Принимая во внимание, что если вы возьмете все случаи срабатывания D0 и отсортируете их на основе того, сработал ли D0 при срабатывании D3/D4, и вы увидите, что эта коллекция не имеет волнообразного распределения (оно становится выше или ниже в зависимости от того, где вы поместите D0, но просто имеет центральный пик, который становится меньше по мере удаления от центра и не становится меньше, чем снова увеличивается волнистым образом).

Если холостой фотон входит в D1/D2, в D0 будет интерференционная картина.

Детекторы либо срабатывают, либо нет. Шаблон основан на многократном проведении эксперимента и изменении места расположения D0, а также на проверке того, срабатывает ли D0 чаще в одном месте для D0, когда срабатывает D1/D2, по сравнению с другими местами для D0.

Если холостой фотон входит в D3/D4, в D0 не будет интерференционной картины.

Шаблон основан на многократном проведении эксперимента и изменении места расположения D0, а также на проверке того, срабатывает ли D0 чаще в одном месте для D0, когда срабатывает D3/D4, по сравнению с другими местами для D0.

роль сознания в этих двухщелевых экспериментах.

Нулевая роль сознания. Заметьте, никаких мозгов не было ни в настройке, ни в описании, ни в анализе.

Они использовали это как пример того, как сознание может влиять на материю.

Они буквально никак не могут этого сделать, поскольку это буквально нигде не всплывает. Это все равно, что сказать, что они использовали это как пример того, как они любят кофе, или любую другую не связанную с этим непоследовательность.

Вот простой способ справиться с аргументом, который хочет поднять сознание. Когда аргумент говорит о том, что человек имеет значение, просто удалите человека из экспериментальной установки и анализа. Сейчас нет людей. Если они пытаются вырастить животных, уберите животных. Никаких математических изменений, и тогда вы видите, что мозги не имеют значения.

Так что не позволяйте им в первую очередь ворошить им мозги.

Однако мне очень трудно принять это.

Вы позволяете им приносить мозги без причины. Это как если бы вы пытались вычислить, как быстро разряжается батарея или как прибавить 3+5, и вы каким-то образом по какой-то причине позволили кому-то ввести мозги в разговор. Вы уже потерпели неудачу. Никакого принятия или разрешения не требуется. Вы не подняли это. Если вы добавляли 3+5, а кто-то другой хотел привнести в это мозги, вам вообще не нужно было соглашаться, это их проблема , что они не могут избежать поднятия неуместных вопросов при обсуждении других вопросов.

Просто должно быть другое объяснение, не связанное с ретропричинностью.

Ни сознание, ни ретропричинность не упоминались в качестве объяснения чего бы то ни было. Всегда.

Если нет, то мой друг должен быть прав;

Снова. Нет. У вашего друга больше нет объяснений. Сознание объясняет, что 3+5=8, и если по какой-то причине вы не забыли объяснить, почему 3+5=8, это не означает, что ваш так называемый друг без объяснений побеждает по умолчанию.

Победа по умолчанию — это грязная тактика, чего можно ожидать от того, кто поднимает мозги в разговоре, где они не нужны.

каким-то образом сигнальный фотон знает, будет ли у нас информация о пути (она «стерта» на D1/D2).

Есть состояние для всей системы. Если вы думаете, что у отдельных частей есть свои собственные состояния, это похоже на мыслительные точки на плоскости, которые должны быть на одной из двух осей. И это не аналогия. Состояния с частями, имеющими свои отдельные состояния, являются подмножествами всех возможных состояний, точно так же, как ось x и ось y являются подмножествами плоскости.

Состояние всей системы говорит вам обо всем. Скорость, с которой вы получаете каждый результат, корреляции и все такое.

Я знаю, что некоторые люди считают, что сознание играет роль в первоначальном эксперименте с двумя щелями, но я знаю, что это не так.

Почему мы вообще обсуждаем убеждения? Вместо этого мы можем обсудить модели, прогнозы и результаты.

В этом эксперименте причина, по которой фотон ведет себя как частица

Это слово не имеет большого значения. Есть состояния частиц и были-е-состояния, и небольшой мозг, привязанный к материалу, выбирает быть одним или другим. Есть штаты. И они эволюционируют в новые состояния.

как он физически взаимодействует с детектором.

Это зависит от того, как настроен весь эксперимент и от исходного состояния.

Версию с отложенным временем нельзя объяснить таким образом.

Говорит никто. Мы объясняем это, говоря, что существует состояние всей системы, и состояние всей системы развивается и дает результаты с частотами и корреляциями, определяемыми состоянием всей системы и взаимодействиями, заданными реальной экспериментальной установкой.

Объяснение никогда не меняется, потому что это просто еще одна установка.

Один из признаков плохой науки — это когда вам приходится давать разные объяснения для разных установок. В квантовой механике мы выяснили, как сделать одно объяснение, которое работает для всех установок. Если ваше объяснение не работает для всех настроек, значит, вы изучали хак вместо правильного объяснения.

Я не очень хорошо знаком с запутанными частицами, я понимаю только основную концепцию.

Это все равно, что сказать, что вы не знакомы с двухмерным пространством, но все же хотите анализировать движение в двухмерном пространстве, это хорошо для начала, но если вы думаете, что можете понять, что происходит даже в мельчайших деталях, не изучая двухмерное пространство, то вы безнадежно ошибаетесь.

Самый первый факт, который вам нужен, это то, что существует состояние всей системы (это вектор в 2d) и что она может быть сложной линейной комбинацией специальных состояний, соответствующих каждой части, имеющей свои собственные состояния (это незапутанные состояния). состояний и являются осями x и y).

Все 5 детекторов одного типа, верно?

Конечно. Они гаснут или нет. Их можно переводить или вращать.

Единственная разница между последними 4 состоит в том, что мы, наблюдатели, знаем, что D3/D4 сообщит нам информацию о пути,

Совершенно совершенно неправильно. Состояние не шло ни по тому, ни по другому пути (эти состояния похожи на ось x или ось y, это была сложная линейная комбинация этих двух). И эти детекторы не подключены к мозгам и не влияют. Детекторы взаимодействуют с состоянием всей системы.

Откуда фотон может "знать" это???

Как вектор узнает, что он находится на оси x или оси y, если он не находится ни на одной из них? Не будет, не будет и не может, потому что не важно даже знать, что это ложь.

Просто должно быть что-то, чего мне здесь не хватает.

Да, есть. Но это абсолютно все. Это как если бы вы изучали квантовую механику у кого-то, кто хотел, чтобы она казалась загадочной. Если это должно было побудить вас сесть и выучить, то оно потерпело неудачу, если вы не сели и не выучили.

Все разговоры о том, какой путь должен был показать вам, что классические методы не работают (никаких помех, если просто пошли в ту или иную сторону). Предполагалось, что это побудит вас изучать квантовую механику, и во всем вашем посте я ни разу не привел доказательств того, что вы хоть немного знаете квантовую механику (вы могли бы, но не показали этого).

Я действительно хотел бы знать, какие объяснения не включают ретропричинность.

Сама квантовая механика. Наличие состояния системы, ее развитие, получение результатов с предсказанными частотами и корреляциями.

Бывший. объяснения с использованием ретрокаузальности: если холостой фотон достигает, скажем, D3/D4,

Это не объяснение. Фотон не путешествует и не прибывает. Состояние системы позволяет некоторым детекторам срабатывать, а иногда и срабатывает.

затем он «вернется в прошлое» и проследит, чтобы исходный фотон прошел только через одну щель,

Нет, этого не происходит, и опять же это не объяснение. По траекториям движутся не фотоны, а состояние.

Википедия говорит, что эта статья дает такое объяснение, однако у меня возникли проблемы с его пониманием http://arxiv.org/abs/1103.0117 .

Этот документ посвящен другой теме.

Я добавлю это, так как ваш вопрос кажется почти обратным моему собственному:

Отсроченный выбор квантового ластика без ретропричинности?

Что касается необходимости ретрокаузальности (или ее отсутствия), учтите следующее:

Помните, что одно обнаружение в узле для D1 также совместимо с одним местоположением обнаружения для общего колоколообразного распределения отсутствия помех, связанного с D3/D4. Только сопоставив D1 или D2 с их парными совпадениями D0, помехи могут быть устранены. Координата (x, y) на D0 может быть совместима либо с D1, либо с D3, либо с D4 (при условии, что она находится на уровне D2).

Во всех сценариях прямая причинность сохраняется независимо от выбора. Если D0(x,y) записывается, будущие варианты, для которых детекторы могут загораться для его запутанной сестры, сводятся к подмножеству детекторов с информацией о пути (чьи распределения D0 перекрываются) или к детектору без определения пути. информация, для которой D0(x,y) соответствует узлу. Выбор определять, какая информация (или нет) дополнительно уменьшает доступное подмножество детекторов таким же образом.