Was sind die derzeitigen Hindernisse für das experimentelle Testen der Quanten-Pseudo-Telepathie?

Bisher konnten Wissenschaftler die räumlich getrennte Verschränkung zwischen 2 Parteien und neuerdings sogar zwischen 3 Parteien testen. Das letztgenannte Experiment ( Link ) ( ohne Paywall ) nennt die folgenden Herausforderungen:

Es wurden keine Versuche unternommen, Lokalitätsschlupflöcher in Bell-Experimenten mit drei oder mehr Teilchen zu schließen. Der Hauptgrund dafür ist die Quellenhelligkeit. Während verschränkte Photonenpaare mit Raten von über 1 MHz erzeugt und detektiert wurden, wurden Tripletts verschränkter Photonen nur mit Raten in der Größenordnung von beobachtet, was lange Messzeiten erforderte. Weitere experimentelle Herausforderungen sind außerdem eine hohe Verlustempfindlichkeit, Kausalitätsbeziehungen, die einen komplexen experimentellen Aufbau erfordern, und hohe Stabilitätsanforderungen.

Diese Art von Experimenten sind jedoch daran interessiert, die Verletzung klassischer Grenzen zu messen (z. B. um zu beweisen, dass keine klassischen Theorien über verborgene Variablen möglich sind, wodurch die Quantenmechanik bestätigt wird), wie etwa die Ungleichungen von Bell oder Mermin. Ihre Frage ist, warum Spiele noch nicht experimentell demonstriert wurden, aber es stellt sich heraus, dass das Testen von Ungleichungen genau dasselbe ist.

Bearbeiten : Ich habe erst später festgestellt, dass Quantenspiele und Bell-Ungleichungen eigentlich genau gleich sind. Lassen Sie mich versuchen, die Äquivalenz unten zu erklären, und dann ein Beispiel dafür geben, wie ein Experiment in der "Spielsprache" aussehen würde.

Eine glockenartige Ungleichung sagt etwas über Erwartungswerte von Messungen in vordefinierten Basen aus. Das äquivalente Spiel schreibt vor, dass die Spieler eine zufällige Frage erhalten und je nach Frage auf einer bestimmten Grundlage messen.

Nun werden Sie feststellen, dass die Anzahl der „Erwartungswerte“ und die „Anzahl der Fragen“ exakt gleich sind. Außerdem stellen sich die entsprechenden Messungen als auf derselben Basis heraus (vorausgesetzt, wir gehen von demselben gemeinsamen Zustand aus)! Somit tasten die Spieler eines Pseudo-Telepathie-Spiels beim mehrmaligen Durchführen einer optimalen Strategie im Wesentlichen die Erwartungswerte ab.

Der knifflige Teil ist, dass die Erwartungswerte in Bell-Ungleichungen nicht den Gewinnwahrscheinlichkeiten entsprechen$\omega$(eine Zahl zwischen 0 und 1), sondern um sogenannte „Biass“$\varepsilon$, was einfach ist$\omega$neu skaliert, um zwischen (-1,1) zu liegen (tatsächlich die Werte eines Quantenmessergebnisses!).

Nehmen Sie zum Beispiel das CHSH-Spiel, wo die optimale Gewinnwahrscheinlichkeit$\omega$gleich$\cos^2(\pi/8) = 1/2 + 1/\sqrt{8}$(im Durchschnitt pro Frage). Diese in Verzerrungen umzuwandeln und alle 4 Fragen zusammenzuzählen, ergibt die bekannte Schranke$2\sqrt{2}$, was tatsächlich die maximale Verletzung der Bell-Ungleichung ist.

Jetzt können Sie sich einfach irgendein Bell-Ungleichheitsexperiment ansehen, es in die „Spielsprache“ umwandeln und sehen, wie gut die „Spieler“ im Durchschnitt abgeschnitten haben. Schauen Sie sich zum Beispiel im 3-Qubit-Mermin-Ungleichheitspapier Abbildung 2 an. Sie zeigt die „Verzerrungen“ pro Frage (a, b, c). Die gefundene "schlechteste" Erwartung war -0,655, wo sie -1 hätten messen sollen, was eine Abweichung von +0,655 bedeutet. Dies entspricht einer „Gewinnwahrscheinlichkeit“ von 0,8275 bei dieser Frage. Wenn man bedenkt, dass dies die Frage war, bei der sie am schlechtesten abschnitten, schnitten sie eindeutig besser ab als die klassische Grenze von 0,75.