Rückwärtskausalität: Eine Frage/Erweiterung zu Ma et al.s „Experimental Delayed-Choice Entanglement Swapping“

In einem philosophisch recht interessanten Experiment haben Ma et al. zeigen, dass Rückwärtskausalität in der Quantenphysik existiert. Ein Ars Technica-Artikel gibt eine weniger technische Darstellung.

Von Ars Technica:

Das Delayed-Choice-Verschränkungstauschen besteht aus den folgenden Schritten. (Der Einfachheit halber verwende ich für die fiktiven Experimentatoren die gleichen Namen wie in der Abhandlung, beachte aber, dass sie Messungen darstellen, nicht buchstäbliche Personen.)

• Zwei unabhängige Quellen (mit I und II bezeichnet) erzeugen Paare von Photonen, so dass ihre Polarisationszustände verschränkt sind. Ein Photon von I geht an Alice, während ein Photon von II an Bob gesendet wird. Das zweite Photon von jeder Quelle geht an Victor. (Ich bin mir nicht sicher, warum der Drittanbieter "Victor" heißt.)

• Alice und Bob führen unabhängig voneinander Polarisationsmessungen durch; Während des Experiments findet keine Kommunikation zwischen ihnen statt – sie stellen die Ausrichtung ihrer Polarisationsfilter ein, ohne zu wissen, was der andere tut.

• Irgendwann nachdem Alice und Bob ihre Messungen durchgeführt haben, trifft Victor eine Wahl (die „verzögerte Wahl“ im Namen). Entweder lässt er seine beiden Photonen von I und II unbeteiligt weiterreisen, oder er kombiniert sie so, dass ihre Polarisationszustände verschränkt sind. Eine abschließende Messung bestimmt den Polarisationszustand dieser beiden Photonen.

Anschließend werden die Ergebnisse aller vier Messungen verglichen. Wenn Victor seine beiden Photonen nicht verschränkt hat, sind die von Alice und Bob empfangenen Photonen nicht miteinander korreliert: Das Ergebnis ihrer Messungen entspricht einem zufälligen Zufall. (Dies ist der „Verschränkungsaustausch“-Teil des Namens.) Wenn Victor die Photonen verschränkt hat, dann haben die Photonen von Alice und Bob korrelierte Polarisationen – obwohl sie nicht Teil desselben Systems waren und nie interagierten.

Nun, das ist an sich schon ziemlich interessant. Meine Interpretation ist, dass das Universum zum Zeitpunkt der Messungen von Alice und Bob bereits "weiß", ob Victor sich verschränken wird oder nicht (da es Victors Zufallsgenerator steuert). Diese Art vermeidet das Paradoxon.

Die wirklich interessante Frage ist jedoch, warum sie das Experiment nicht wie folgt entworfen haben:

Anstatt Victor zufällig entscheiden zu lassen, ob er verschränken soll, sollte er seine Entscheidung auf die Messungen von Alice und Bob stützen: Wenn sie korrelierte Polarisationen gemessen haben, sollte er nicht verschränken; Wenn sie unkorrelierte Polarisationen gemessen haben, sollte er verschränken.

Anscheinend würde dies das Universum zwingen, korrelierte Polarisationen für Alice und Bob zu erzeugen, obwohl es keine Verschränkungskette gibt, die sie verbindet. (Weil es natürlich widersprüchlich wäre, wenn sie unkorreliert wären, obwohl es eine Kette gibt, die sie verbindet.)

Für mich scheint dies ein interessanteres Experiment / Ergebnis zu sein. Irgendeine Idee, warum sie es nicht so gemacht haben?

Update zur Beantwortung des Kommentars von @ Nathaniel: Ich denke nicht, dass mehrere Messungen erforderlich sind. Nehmen wir an, dass sowohl Alice als auch Bob auf horizontale Polarisation prüfen: Wenn Victor sich dann für eine Verschränkung entscheidet, müssen sowohl Alice als auch Bob das gleiche Ergebnis erzielen (entweder feuern oder nicht feuern). Offensichtlich ist es kein Widerspruch, dass beide das gleiche Ergebnis erzielen, auch wenn es keine Kette gibt, aber das Experiment, das ich vorschlage, würde implizieren, dass sie immer das gleiche Ergebnis erhalten würden, obwohl es niemals eine Kette gibt.