Einige Physiker verstehen Verschränkung derzeit als sofortige Übertragung von Informationen, ohne die Kausalität zu verletzen. Ist das wirklich eine zufriedenstellende Erklärung, oder sollte man nach etwas Besserem suchen?
Insbesondere versuchen einige Leute, eine Signalisierung zwischen Teilchen explizit zu machen, aber das scheint nicht mit der Relativitätstheorie vereinbar zu sein.
Wenn Sie beispielsweise zwei Teilchen haben, die verschränkt und räumlich getrennt sind, können die Ergebnisse von Experimenten leicht durch eine lokale Theorie verborgener Variablen vorhergesagt werden, wenn die Experimentatoren gezwungen sind, bekannte (und gleiche) Entscheidungen darüber zu treffen, was gemessen werden soll (nicht komplementär). Variablen, wie z -Komponente des Spins und der -Komponente des Spins).
Betrachten wir also die Situation, in der es zwei Labore gibt (Alices Labor zur Messung von Partikel A, Bobs Labor zur Messung von Partikel B) und sie (potenziell) unterschiedliche Dinge zum Messen auswählen. Sie könnten postulieren, dass, wenn Partikel B zuerst gemessen würde, das Ergebnis erzeugt durch Teilchen A muss eine Funktion sein , Wo ist die Art der Messung, die an A durchgeführt wird, der Typ auf B getan, und das von B bei der Messung erzeugte Ergebnis . Andernfalls ist es schwierig, den geforderten Korrelationen zuzustimmen.
Wenn Partikel A zuerst gemessen wurde, dann das Ergebnis . Andernfalls ist es schwierig, den geforderten Korrelationen zuzustimmen. Aber wenn Sie die Ergebnisse des anderen Labors benötigen, um hier konsistente Ergebnisse zu generieren, wie können die Daten aus etwa Und für Alice's Lab verfügbar sein?
Einige Leute schlagen vor (und ich argumentiere dagegen), dass Teilchen ihre Ergebnisse schneller als Licht (FTL) an das andere Teilchen übertragen können. Um die richtigen Ergebnisse zu erzielen, sieht es so aus, als ob das angeblich schnellere als das Licht-Protokoll so ablaufen würde:
Wir haben zwei verschränkte Teilchen A und B. A fliegt zu einem Labor, in dem die Experimentatorin Alice arbeitet, während B zum Labor von Experimentator Bob fliegt.
Das Protokoll lautet wie folgt:
Alice misst ihr Teilchen A.
Partikel A übermittelt Partikel B durch superluminale Signale die folgenden Informationen:
a) welche Messung wurde an A durchgeführt;
b) die das erzeugte Teilchen A zur Folge haben.
Der Experimentator Bob misst sein Teilchen B.
Partikel B übermittelt Partikel A durch superluminale Signale die folgenden Informationen:
c) welche Messung wurde an B durchgeführt.
d) was zu dem erzeugten Teilchen B führt.
Ich gehe nicht näher darauf ein, welche Sender/Empfänger A und B besitzen und wie viele Bits benötigt werden, um eine Art von Experiment zu beschreiben. Ich möchte nur sagen, dass die beiden Experimentatoren auf der Erde bei jedem Versuch gleichzeitig fertig zu sein scheinen. Wenn diese Ereignisse raumartig voneinander getrennt sind, können verschiedene Beobachter nach Standardrelativitätsargumenten uneins darüber sein, was zuerst passiert ist, sodass es keine konsistente Geschichte darüber gibt, welches zuerst passiert ist und was Informationen an das andere gesendet hat. Das gesamte superluminale Signalisierungsprogramm scheint nicht auszureichen, um die Verschränkung zu erklären. Beachten Sie Folgendes, um die Details bereitzustellen.
Ich konzentriere mich auf zwei Reisende, Charlie und Dan. Charlie reist in einer Rakete in Richtung Alice und Dan in einer Rakete in Richtung Bob. Für einen Beobachter auf der Erde ist ihre Geschwindigkeit im absoluten Wert gleich. Daher misst Alice nach Charlies Uhr in jedem Versuch vor Bob, während Bob nach Dans Uhr in jedem Versuch vor Alice misst.
Fragen wir nun Charlie, was er über das obige Protokoll sagen kann: Partikel A sendet tatsächlich an Partikel B alle Signale mit Informationen über die Art der durchgeführten Messung und das Ergebnis. Aber gleichzeitig sendet es an B alle Signale, mit welcher Art von Experiment an B gearbeitet wird und mit welchem Ergebnis. Das liegt daran, dass superluminale Signale, die in einem Rahmen erscheinen, wenn sie von B nach A gesendet werden, in einem anderen Rahmen erscheinen, als würden sie von A nach B gesendet.
Aber egal von wem an wen sie gesendet werden, der Preis, der zu zahlen ist, wenn man dieses Protokoll akzeptiert , ist, dass am Standort von Alice und zum Zeitpunkt der Messung bekannt ist, welche Art von Messung Bob wählen wird, noch bevor Bob es überhaupt tun wird treffen Sie eine Entscheidung darüber, welche Art von Messung Sie wählen möchten.
Also, was sollen wir tun? Angenommen, ein Teilchen ist mit Prophezeiungen über die Entscheidung von Menschen ausgestattet? Oder sagen Sie einfach, dass wir noch nicht richtig verstehen , wie Verstrickungen funktionieren, und wie Danu es besser formulierte, um eine andere Erklärung zu suchen?
Anmerkung : Ich würde gerne vorschlagen, die Prämissen des Problems nicht zu ändern, z. B. nicht vorzuschlagen, dass die Apparatur in einem Labor das Teilchen im anderen Labor misst, oder die Relativitätstheorie außer Acht zu lassen. Und auch nicht, mir unscharfe Ideen der Art (dieses oder jenes) vorzuschlagen, ist irgendwie getan , noch mir vorzuschlagen, was wäre, wenn einige Gesetze der Physik außer Kraft gesetzt werden könnten. Ich würde mich auch freuen, den Text zu lesen , bevor ich ihn kommentiere, und auch die Diskussion zu lesen, die bisher in den Kommentaren geführt wurde.
Lassen Sie mich zuerst sagen, dass ich eigentlich nicht mit Quantengrundlagen arbeite, also könnte ich selbst ein paar Missverständnisse haben. Ich bitte jeden, mich zu korrigieren, wo ich mich irre, und ich werde versuchen, auf Anfrage weitere Referenzen bereitzustellen.
Nachdem sich die Frage im Chat geklärt zu haben scheint, lassen Sie mich meine Antwort umschreiben:
Du scheinst im Grunde zu fragen: Was wäre, wenn die Verschränkung in irgendeiner Weise superluminale Kommunikation ermöglichen würde. Und Sie schlagen ein Protokoll vor. Das Protokoll, für das Sie anscheinend werben, schlägt eine aktive Übertragung von Informationen vor. Da noch nie ein Experiment so etwas gesehen hat, sehen wir dies wohl als rein theoretisches Spiel an.
Beginnen wir mit den offensichtlichen Konsequenzen: Wenn wir unsere üblichen Vorstellungen von der speziellen Relativitätstheorie beibehalten, könnten wir plötzlich einen Quantenkloner bauen ( in gewisser Weise - ja, ich weiß, es gibt Kritikdieses Papiers, aber ich sehe nicht, wie dies das Problem für uns löst). Dies würde uns vor ein großes Problem stellen, denn das No-Cloning-Prinzip ist (in gewisser Weise) sogar noch grundlegender als die superluminale Kommunikation, da es sich direkt aus der Linearität der Quantenmechanik selbst ergibt. Schon von hier aus gibt es keine andere Möglichkeit, als die Relativitätstheorie beiseite zu werfen und die klassischen Vorstellungen von Zeit und Raum zu überdenken. Dies ist auch die übliche Art und Weise, wie ich gesehen habe, wie superluminale Kommunikation in der Quanteninformation diskutiert wird: Um zu zeigen, wie dies zu den üblichen Verstößen gegen "No-Cloning" oder "Bell's Telephone" usw. führen würde.
Abgesehen davon, betrachten wir die rohe Verschränkung, über die Sie eigentlich sprechen möchten: Verschränkung, wie in mehreren Beiträgen diskutiert, ist eine nichtklassische Korrelation. Wenn jetzt die Verschränkung, wie in Ihrem Protokoll, sofort Informationen sendet, sind es nicht mehr „nur Korrelationen“, weil sie aktiv werden. Und ich sehe nicht, wie ich um dieses "Aktivwerden" herumkomme. In diesem Moment bricht alles zusammen, was wir unter Verschränkung verstehen – denn es geht nicht mehr um Korrelationen, sondern um etwas ganz anderes: eine aktive Verbindung zwischen Teilchen. Es gibt hier bereits viele Beiträge, die beschreiben, wie dies nicht möglich ist (z. B. dieser ).
Betrachten wir nun das Protokoll erneut als das übliche Protokoll, das in Bells Theorem enthalten ist. Sie behaupten, dass "Partikel B durch superluminale Signale die folgenden Informationen an Partikel A übermittelt", was ich als "aktive Informationsübertragung" interpretiere - was die Kausalität verletzen würde. Sie behaupten, dass dies eine Übermittlung von Informationen ohne Verletzung der Kausalität ist, und Sie behaupten (im Chat), dass:
Alle Forscher der Quantengemeinschaft, angesehene Professoren, Nobelpreisträger versuchen zu verstehen, wie die Verschränkung funktioniert.
Während dies definitiv eine Übertreibung ist („alles“ ist einfach zu stark), gibt es sicherlich viele Menschen, die versuchen, Verschränkung besser zu verstehen. Was sie zu verstehen versuchen, ist, welche Arten von Verschränkung in andere Arten umgewandelt werden können, wie Verschränkung in bestimmten Protokollen helfen kann usw. Aber kaum einer von ihnen versucht zu verstehen, was Verschränkung „ist“. Die einzige Antwort, die Sie haben müssen, um mit Verschränkung zu arbeiten: Verschränkung ist quantenmechanisch erlaubte und klassisch verbotene Korrelation. Wenn Sie nicht sehen
Um Ihre zugrunde liegende Frage zu beantworten: "Was ist dieses Senden von Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit?". Lassen Sie uns zunächst die Terminologie korrigieren: "Information", wie sie üblicherweise definiert wird, ist etwas Aktives: Wir können etwas damit machen. Das ist etwas, dessen Geschwindigkeit durch die Kausalität begrenzt ist. Schneller als Lichtgeschwindigkeit ist nichts Ungewöhnliches: Die Phasengeschwindigkeit einer Welle kann schneller als Licht sein, sogar die Gruppengeschwindigkeit eines Wellenpakets kann die Lichtgeschwindigkeit überschreiten (Fall der anomalen Dispersion), aber in diesen Fällen die Geschwindigkeit der Informationsdispersion ist immer noch kleiner als die Lichtgeschwindigkeit. Da Ihre "Informationen" etwas Passives sind, sind sie keine Informationen.
Dies bedeutet, dass wir uns für die spezielle Relativitätstheorie (überhaupt) nicht darum kümmern müssen, dass etwas schneller als Licht passiert, es sei denn, es handelt sich um echte Informationen. Ich denke also, Ihr Problem liegt nicht in der superluminalen Informationsverarbeitung, sondern in der kausalen Nichtlokalität der Quantenmechanik und damit im Quantenzustand. Ich glaube, dass Sie die Nichtlokalität loswerden können, indem Sie sich einer epistemischen Sichtweise statt einer ontischen Sichtweise anschließen, aber das bringt Ihnen andere Probleme. Dies scheint der Kern des EPR-Arguments zu sein: Sie können keine vollständig ontologische (realistische) Theorie und vollständige Lokalität haben. Allerdings ist es auch etwas, was den meisten Forschern, die ich kenne, egal ist, weil es für ihren Geschmack zu viel Philosophie ist. Es ist auch nicht nötig, wenn man nur mit einer konsistenten Theorie arbeiten will.
Daher glaube ich, dass Ihr Thema in der Debatte über ontologische und erkenntnistheoretische Theorien für die Quantenmechanik behandelt werden sollte (siehe einen Überblick über bestimmte Aspekte der Diskussion). Vielleicht findest du dort befriedigendere Antworten?
Wie Sie bemerken, können durch Leerzeichen getrennte (was Sie "FTL" nennen) Ereignisse zeitlich nicht eindeutig geordnet werden. Das bedeutet, dass solche Ereignisse nicht im vernünftigen Sinne „verursacht“ werden können.
Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, die Idee der Kausalität zwischen Ereignissen aufzugeben. Wenn Ereignisse sich nicht wirklich gegenseitig verursachen, sondern tatsächlich alle gleichermaßen von einer Art zeitloser Instanz verursacht werden - Gott, der universellen Wellenfunktion, was auch immer -, dann gibt es mit FTL kein Problem. Dies scheint nicht so zu sein, wie die Dinge funktionieren, aber es ist sicherlich möglich. Theorien wie diese werden als „superdeterministisch“ bezeichnet, weil sie davon ausgehen, dass Kontrafaktualien – eingebildete Aussagen, die von der Wahrheit abweichen – nicht nur nicht gelten, sondern nicht einmal logisch sinnvoll sind.
Dies ist jedoch überhaupt nicht erforderlich, da die Verschränkung nicht erfordert, dass man an FTL-Signale glaubt , solange die Teilchen nicht von vornherein bestimmte Eigenschaften hatten . Die Messungen sind auf seltsame Weise korreliert , aber es gibt keine Möglichkeit, dies zu bemerken, bis Sie mit beiden zeitähnlich verbunden sind. In dieser viel standardisierteren Interpretation wird niemals eine Inkonsistenz beobachtet.
FTL-Signale sind nicht nur widersprüchlich, wie in meinem Protokoll erklärt, die Natur verwendet sie nicht . Ich wiederhole, sie sind nicht so, wie die Natur funktioniert . (Das ist übrigens der Grund, warum wir solche nicht in die Finger bekommen können, weil die Natur sie nicht verwendet.)
Für den Rest siehe meine Frage und Antwort unter ( Was steht hinter der Quanten-Nichtlokalität, die in Verschränkungen auftritt, und warum werden Bells Ungleichungen verletzt? )
David z
Danu
Ján Lalinský
Sofia