(Gedanken-)Experiment zu: Bells Theorem und Schrödingers Katze

Ich entschuldige mich, wenn diese Frage naiv ist. Ich frage mich, was mit dem folgenden Experiment passieren würde.

Beginnen Sie mit einem Standard-Theorem von Bell: Wir haben zwei Quibits, die auf eine bestimmte Weise verschränkt und in entgegengesetzte Richtungen gesendet werden, wo sie von unabhängigen Beobachtern gemessen werden. Die Verteilung der gemeinsamen Messungen ist, sagt Bell, nicht mit irgendeiner Theorie lokaler Variablen vereinbar.

Aber jetzt, bevor wir die Quibits versenden, misst eine einzige zentrale Person beide Quibits. Diese Person kommuniziert mit keinem Beobachter.

Meine Frage ist, ändert sich die Verteilung der Messwerte der Beobachter?

Dies erscheint mir aus folgendem Grund wie ein Paradoxon. Die zentrale Person weiß tatsächlich, was die Ergebnisse der Messungen der Beobachter sein werden. Daher kann die zentrale Person "lokale Variablen" festlegen oder berechnen, die immer erklären, welche Messungen auftreten werden. Für die Beobachter scheint dieses Experiment jedoch nicht von dem Standardexperiment zum Theorem von Bell zu unterscheiden (sie können nicht einmal sagen, ob die zentrale Person da ist oder nicht!). Sie sollten also die gleiche Verteilung sehen, die keine lokale Variablentheorie erklären kann.

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Eine Möglichkeit, an die ich gedacht habe, ist, dass die Antwort davon abhängen könnte, ob sich die Lichtkegel der zentralen Person und der Beobachter in irgendeiner Weise überlappen, dh ob die Informationen mit herkömmlichen Geschwindigkeiten übertragen werden können oder nicht. Wir gehen jedoch davon aus, dass die zentrale Person in keiner Weise mit ihnen kommuniziert ... (ist diese Annahme überhaupt wohldefiniert?).

Aber ich vermute, dass die Beobachter die gleiche Verteilung der Messungen sehen sollten. Die Auflösung des Paradoxons wäre, dass sich die zentrale Person und ihre lokalen Variablen aus Sicht der Beobachter in einer Superposition befinden, genau wie Schrödingers Katze. Könnte das stimmen?

Antworten (1)

Nein, die Verteilung ändert sich.

Misst die „zentrale“ Person beide Qubits in der | 0 , | 1 Basis, sagen wir, dann sehen die Beobachter im Allgemeinen nicht die gleiche Verteilung. Nur ihre Messungen entlang der z-Achse haben noch die gleiche Verteilung, aber durch Neigen ihrer Messachse können sie darauf schließen, ob das Qubit gemessen wurde oder nicht.

Genauer gesagt, lassen Sie den Zustand, der vorbereitet wird, sein

| ψ = | 01 + | 10 2

Dann ist die diesem (reinen) Zustand entsprechende Dichtematrix

ρ = 1 2 ( 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 ) ,
wohingegen der Zustand des Systems nach Messung durch die zentrale Person werden würde
ρ M = 1 2 ( 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 ) ,
der kein reiner Zustand ist und vom vorherigen Zustand unterscheidbar ist.

Danke, an die unterschiedlichen Messachsen habe ich nicht gedacht.
Das ist in Ordnung. Paradoxien sind eine gute Möglichkeit, wirklich über ein System nachzudenken und zu verstehen, was richtig vor sich geht. :)