Квантовый эксперимент ЭПР можно объяснить мгновенным коллапсом волновой функции независимо от расстояния, разделяющего пару запутанных частиц. Но есть ли у нас уверенность в том, что этот процесс действительно мгновенный? Если нет, каков текущий экспериментальный предел скорости процесса?
Вот первое предположение о проблемах, которые может вызвать эта модель: скажем, у вас есть пара запутанных частиц, находящихся далеко друг от друга, и два наблюдателя, каждый из которых измеряет одну. Идея этой модели заключалась бы в том, что когда измеряется первая частица, она посылает некоторый сигнал, сообщающий другой частице, в каком состоянии ей находиться. Но благодаря теории относительности порядок измерений не обязательно должен быть абсолютным: его можно легко упорядочить что один наблюдатель видит, как один человек измеряет первым, а другой наблюдатель видит, как другой сначала измеряет пару. В каком направлении тогда идет сигнал?
Что ж, вы могли бы сказать, что существует некая особая система отсчета для отправки квантовых сигналов, что кажется вероятным, но на первый взгляд все еще согласуется с известными нам законами природы. Тем не менее, довольно недавняя статья, кажется, исключает и это.
Если вы согласны с тем, что вы не можете передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света, то довольно недавний результат показывает, что это означает, что коллапс запутанности не может распространяться ни с какой конечной скоростью.
Вот бумага, о которой идет речь. В частности, авторы показывают, что с парой запутанных частиц вы можете установить только нижнюю границу максимальной скорости, с которой может двигаться сигнал, как и следовало ожидать, но при подходящем измерении четырех запутанных частиц любой сигнал с конечной скоростью приводит к сверхсветовой передаче сигналов.
Аннотация: Экспериментальное нарушение неравенств Белла с использованием пространственно-подобных разделенных измерений не позволяет объяснить квантовые корреляции через причинные влияния, распространяющиеся с субсветовой скоростью1, 2. Тем не менее, любое такое экспериментальное нарушение всегда может быть объяснено в принципе с помощью моделей, основанных на скрытых влияниях, распространяющихся с субсветовой скоростью. конечная скорость v>c при условии, что v достаточно велико3, 4. Здесь мы показываем, что для любой конечной скорости v с , такие модели предсказывают корреляции, которые можно использовать для связи со сверхсветовой скоростью. Эта сверхсветовая коммуникация не требует доступа к каким-либо скрытым физическим величинам, а только манипулирование измерительными приборами на уровне нашего современного описания квантовых экспериментов. Отсюда, допуская невозможность использования нелокальных корреляций для сверхсветовой связи, мы исключаем любое возможное объяснение квантовых корреляций в терминах влияний, распространяющихся с любой конечной скоростью. Наш результат раскрывает новый аспект сложной взаимосвязи между многокомпонентной квантовой нелокальностью и невозможностью передачи сигналов.
Тем не менее, это все еще экспериментальный вопрос, и Дану прав в отношении текущих измеренных ограничений на минимальную скорость. Вот действующий рекордсмен, насколько мне известно.
Я помню, как экспериментально видел эту статью , в которой нижняя граница скорости «призрачного расстояния на расстоянии» примерно на четыре порядка выше, чем . Я думаю, что пока эксперименты согласуются с мгновенным эффектом.
Взгляд экспериментатора на загадку:
Квантовый эксперимент ЭПР можно объяснить мгновенным коллапсом волновой функции независимо от расстояния, разделяющего пару запутанных частиц. Но есть ли у нас уверенность в том, что этот процесс действительно мгновенный? Если нет, каков текущий экспериментальный предел скорости процесса?
В одном предложении у вас есть два слова, которые, на мой взгляд, неверно истолковываются с точки зрения физики квантово-механических систем.
«Свернуть» вместо «измерения». Измерение — это то, что нам абсолютно необходимо, если мы хотим проверить модель, будь то квантово-механическая или классическая механика. Мы не говорим, что решение уравнений Ньютона для орбиты спутника «схлопывается» каждый раз, когда мы измеряем его местоположение. Аналогичным образом, когда мы измеряем наблюдаемую, которая подчиняется решениям квантово-механической системы, мы измеряем одну запись, например, собственное значение энергии.
«запутанность» не является мистическим явлением. Волновая функция, определяющая квантово-механическую систему, включает в себя все квантовые числа и фазы, а также все корреляции между переменными, налагаемые также законами сохранения. Когда кто-то измеряет момент рассматриваемой проблемы, все корреляции сопровождаются наложением математического решения проблемы. В каждый измеримый момент волновая функция должна по построению подчиняться законам сохранения.
Термин «мгновенный» не имеет большого значения, так как мы говорим об одном объекте, т. е. о волновой функции. Да, это мгновенно, поскольку мы мгновенно знаем, что если это восход полной луны, то солнце только что зашло.
Последствия парадокса ЭПР следующие:
Однако в 1964 году в статье под названием «О парадоксе Эйнштейна Полоски-Розена» физик Джон Белл представил решение этого парадокса ЭПР. Эксперимент, чтобы доказать, является ли правильный ответ 1 или 2, был проведен в 1972 году и показал, что Вселенная нелокальна и квантовая механика верна. Если вы хотите узнать больше об этом, см. теорему Белла и неравенства. А под нелокальным мы подразумеваем, что если две частицы запутались, то одна мгновенно воздействует на другую. http://plato.stanford.edu/entries/bell-theorem/
Эксперимент ЭПР не означает, что законы физики нелокальны. См. https://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007 .
и
Невозможно экспериментально проверить, что определенная скорость мгновенна, просто потому, что мы не можем измерить бесконечность. Что мы можем измерить, так это то, что оно приближается к мгновенному.
До сих пор было измерено, что скорость коллапса как минимум на четыре величины выше, чем .
Таким образом, если окажется, что скорость мгновенна, то это будет связано с каким-то теоретическим аргументом, упрощающим теорию. До сих пор мы только теоретически знаем, что эффект нелокален в том смысле, что эффект распространяется быстрее, чем и этот эффект был подтвержден экспериментально, как отмечалось выше.
Стоит напомнить, что Ньютон философски отрицал возможность мгновенного действия на расстоянии (восходя к Аристотелю) для гравитации, что было проверено в ОТО Эйнштейна. Это может быть так снова в этом случае. Это открытый вопрос для новой физики.
Ургье