Предотвращает ли КТП образование запутанной пары частиц, как в эксперименте ЭПР?

Это утверждение Томмазини делает в « Реальности, измерении и локальности в квантовой теории поля» : « Два спина 1 / 2 частицы A и B создаются по совпадению в спин-синглетном состоянии и обнаруживаются детекторами О А и О Б в противоположных направлениях... Аргумент ЭПР, как описано выше, и (насколько мне известно) все последующие трактовки парадокса ЭПР предполагали, что действительно возможно приготовить систему из двух запутанных частиц. Однако недавно я доказал, что это предположение неверно... На самом деле, Стандартная модель физики частиц предсказывает, что невозможно создать состояние с определенным содержанием частиц: учитывая процесс, который производит только А и В, Теория КТП предсказывает неисчезающую и конечную вероятность создания А и В плюс дополнительных фотонов ».

Далее она говорит, что « доказательство нелокальности ЭПР + Белла удалено », потому что « для аргумента ЭПР крайне важно, чтобы измерение на A влекло за собой определенное предсказание для B, не нарушая B ». Но ложные фотоны, потенциально производимые вместе с А и В, делают любое предсказание неопределенным.

Верно ли, что в КТП нельзя приготовить состояния с заданным числом частиц? Следует ли из этого, что приведенный выше анализ ЭПР верен? КТП явно релятивистская, поэтому имеет смысл, что квантовая нелокальность «устранена», и Томмазини воспроизводит обычные КМ-корреляции для ЭПР, используя вычисление интегральной КТП Фейнмана, так что это кажется последовательным. Но это резко расходится с обычным объяснением ЭПР.

РЕДАКТИРОВАТЬ: В сопутствующей статье есть некоторые подробности о вычислениях и согласовании с экспериментами: « случай экспериментов ЭПР, которые были выполнены до сих пор, предсказание КЭД для корреляций очень близко к предсказанию, полученному в квантовой механике путем игнорирования мягкого фотонов, так что он все еще может согласовываться с данными в пределах экспериментальных ошибок. Однако даже очень малой вероятности рождения мягких фотонов достаточно, чтобы запретить какое-либо определенное предсказание для измерения на В как следствие измерения на А» .

По-видимому, мягкие фотоны существуют (ее источником является текст Вайнберга), и они влияют на предсказания КЭД: «Даже если мягкие фотоны не обнаружены, возможность их испускания должна учитываться при расчете амплитуды рассеяния». Запутанность и инфракрасная структура КЭД обсуждает КЭД-нарушения неравенств Белла: « Можно считать, что они начались с изучения влияния спин-спиновых взаимодействий КЭД на запутанность и нарушения неравенств Белла из-за КЭД... цель этой работы... охарактеризовать влияние мягких фотонов на запутывание двух заряженных кубитов... »

Так что, думаю, ответ на первый вопрос утвердительный. Однако мне до сих пор не ясно, почему небольшие поправки КЭД к корреляциям КМ полностью «удаляют» нелокальность.

Я думаю, что те экспериментаторы, которые на самом деле подготовили ЭПР-пары фотонов или кубитов в лаборатории (много, много раз) и измерили их, с радостью не согласятся с тем, что говорится в этой статье.
@Meng Cheng Я думаю, что ее точка зрения не в том, что пара не может быть произведена, а в том, что нельзя с уверенностью создать только пару. Вайнберг обсуждает мягкие фотоны, они подтверждаются столкновениями частиц и вносят поправки КЭД в корреляции КМ, но слишком малы, чтобы их можно было обнаружить в экспериментах типа Аспекта. Однако она может преувеличивать свой случай: хотя поправок КЭД достаточно, чтобы сделать измерение спина B слегка неопределенным и опровергнуть аргумент ЭПР об «элементе реальности», я не уверен, что это «устраняет» нелокальность, как она говорит. Я добавил немного контекста для экспериментов.

Ответы (1)

Как это часто бывает с такого рода статьями, мне иногда трудно сказать, делает ли автор тривиальное заявление или сложное, которого я не понимаю. Так что любые другие точки зрения на содержание приветствуются. С этим отказом от ответственности, вот мое понимание:

Судя по всему, автор делает особый акцент на следующих словах в оригинальной статье EPR:

Если, никоим образом не нарушая систему, мы можем с уверенностью (т. е. с вероятностью, равной единице) предсказать значение физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине

Затем он (автор — мужчина) продолжает указывать на то, что я не могу подтвердить независимо, но кажется разумным: невозможно идеально подготовить исходное двухчастичное запутанное состояние в КЭД. Всегда будет какая-то примесь других состояний. Таким образом, вы никогда не сможете по-настоящему предсказать результат этого (или любого другого!) эксперимента с единицей, и, следовательно, предварительное условие для ЭПР, как указано выше, никогда не будет выполнено. Конечно, наша неопределенность может быть сколь угодно низкой, но, возможно, любой принципиальной неопределенности достаточно, чтобы разрушить этот «элемент физической реальности».

Хорошо, но насколько это важно? С моей точки зрения, ответ «не очень» по следующей причине:

С моей точки зрения, первоначальная статья об ЭПР, хотя и чрезвычайно важна, на самом деле сейчас имеет только историческое значение. Самое важное, что он сделал, это отчасти вдохновил Белла на работу. Нарушение неравенств Белла и вытекающие из него следствия для теорий скрытых переменных в квантовой механике не требуют столь совершенной подготовки и, как следствие, совершенно не затрагиваются этой проблемой. Об этом говорит сам Томмазини. Поскольку это то, на чем основано наше понимание квантовой механики, я не вижу никаких причин, по которым это утверждение должно что-то изменить в том, как мы думаем о природе КМ.

Обычно считается, что нарушение неравенства Белла было недвусмысленным опровержением утверждений, сделанных в статье ЭПР. Томмазини говорит, что это неправда, и что из-за такой несовершенной подготовки обе статьи касаются несколько разных ситуаций. Это исторический вопрос, который может заинтересовать некоторых людей. Но, с моей точки зрения, то, что эксперименты Белла говорят о статье 80-летней давности, которая может задавать или не задавать вполне корректный вопрос, менее интересно, чем то, что они совершенно недвусмысленно говорят о самой природе.

Наконец, автор беспокоится, что из-за этой проблемы мы можем упустить что-то о жизнеспособности квантовой телепортации или квантовых вычислений. Квантовая телепортация была впервые реализована за несколько лет до того, как это было опубликовано, и продолжает использоваться все более и более изощренными способами. Квантовые вычисления также усложняются, и, насколько мне известно, это не противоречит теориям, пренебрегающим испусканием мягких фотонов. Так что, хотя, возможно, это и имело место на момент написания этой статьи, я бы сказал, что на данный момент это беспокойство в основном беспочвенно.

Спасибо, еще одна вещь, которую я не понимаю, проливает ли КЭД новый свет на «крах»? Она говорит, что не может быть даже видимого коллапса, потому что КЭД релятивистка, и поэтому эксперимент ЭПР должен быть переинтерпретирован в терминах ансамблей или чего-то в этом роде, что восстанавливает локальность. Изменяется ли каким-либо образом КЭД интерпретация КМ ЭПР?
Я думаю, что большинство физиков согласятся с тем, что коллапс волновой функции следует рассматривать как удобный способ использования квантовой механики, но не как истинный физический процесс. Решения проблемы измерения, которые имеют явный коллапс (например, GRW), не очень популярны, и Томмазини объясняет некоторые причины этого. Однако я бы сказал, что он преувеличивает аргументы в пользу того, что его любимое решение является наиболее разумным способом решить эту проблему. Для многих, многих других мнений по этому поводу вы можете просмотреть аргументы в пользу различных интерпретаций QM на этом сайте и в других местах.
Я так и сделал, но среди всех интерпретаций КМ я нашел очень мало источников по интерпретации КТП, Томмазини был одним из них. Например, я не вижу, как что-то вроде коллапса КМ вообще может быть выражено в КТП, даже как нефизический процесс, я даже спрашивал об этом, но никто не ответил на physics.stackexchange.com/questions/193918/…
Да, это то, о чем я тоже мало что знаю. Я подозреваю, что Томмазини находится в меньшинстве, утверждая, что разница между релятивистскими КТП и нерелятивистскими КМ имеет отношение к интерпретациям.