Wie kann die Nichtlokalität der Verschränkung nur durch Korrelation erklärt werden?

Ich möchte eine sehr spezifische Frage zur Nichtlokalität der Verschränkung stellen. Ich weiß, dass es mit diesem Phänomen nicht möglich ist, ein Signal schneller als Licht zu senden, also frage ich nicht danach. Dennoch scheint die Verschränkung – denken wir insbesondere an das GHZ-Experiment und an das Beispiel in dieser Antwort – eine Art Signal zu beinhalten, das zwischen den verschränkten Spins ausgetauscht wird. Nachdem ich die anderen Beiträge und Kommentare gelesen habe, basiert die Haupterklärung, die ich gefunden habe, auf den folgenden Punkten:

  1. wir können den Realismus zugunsten der Lokalität verwerfen => das würde bedeuten, dass es keine versteckten Variablen gibt und die Ergebnisse der Messungen nicht vordefiniert werden können
  2. die Ergebnisse können durch klassische Korrelation erklärt werden, ohne kausale Wirkung (auf diese raumartig getrennten Messprozesse)

Während Punkt 1 für mich klar genug ist (nach der Antwort, den Kommentaren und Links als Antwort auf meine vorherige Frage ), sehe ich - in mathematischen Gleichungen - nicht, woher Punkt 2 kommt. Tatsächlich ist das klassische Konzept der Korrelation für 2 getrennte Wahrscheinlichkeitsverteilungen definiert, und per Definition können sie keinen Bezug zueinander enthalten. In der Quantenmechanik läuft der mathematische Teil entweder auf den Zusammenbruch einer Wellenfunktion (=> nichtlokal, keine Korrelation) oder einen Zustandsvektor hinaus, der beide Indizes enthält (bezieht sich auf beide raumartig getrennten Komponenten) und - afaik - auf a zurückübersetzt wird klassischen Begriff der kausalen Wirkung, nicht auf das, was mit Korrelation gemeint ist.

Unterschied zwischen Korrelation und Abhängigkeit

Korrelation impliziert klassischerweise keine Abhängigkeit und wird per Definition nicht als Abhängigkeitsverhältnis ausgedrückt. Sie haben einfach zwei getrennte Serien von Ereignissen und ihre Wahrscheinlichkeitsverteilungen und dann berechnen Sie ihre Korrelationen. Es gibt mehrere Artikel, die zeigen, dass die Verschränkung die lokale Kausalität verletzen könnte, siehe zum Beispiel den experimentellen Test der nichtlokalen Kausalität .

Lokale Kausalität ist die Kombination aus dem, was wir kausale Parameterunabhängigkeit nennen – es gibt keinen direkten kausalen Einfluss von der Messeinstellung Y (X) auf das Ergebnis A (B) der anderen Partei – und kausale Ergebnisunabhängigkeit, was besagt, dass es keinen direkten kausalen Einfluss gibt von einem Ergebnis zum anderen.

genauer gesagt schreiben sie

Lokale Kausalität fängt die Idee ein, dass es keinen kausalen Einfluss von einer Seite des Experiments auf die raumartig getrennte andere Seite geben sollte. Formal ist dies eine Einschränkung für die bedingten Wahrscheinlichkeitsverteilungen: p(a|b,x,y,λ) = p(a|x,λ) und p(b|a,x,y,λ) = p(b). |y,λ). Wir möchten betonen, dass lokale Kausalität nicht äquivalent zu Signallokalität ist, die aus der speziellen Relativitätstheorie folgt und nur den beobachtbaren Wahrscheinlichkeiten Einschränkungen auferlegt: p(a|x, y) = p(a|x) und p(b|x). , y) = p(b|y). Die natürliche Verallgemeinerung der Signallokalität, um die verborgene Variable einzuschließen, wird typischerweise als Parameterunabhängigkeit oder Lokalität bezeichnet : p(a|x,y,λ) = p(a|x,λ) und p(b|x,y,λ). ) = p(b|y,λ) (36). Parameterunabhängigkeit, zusammen mit dem, was oft als bezeichnet wirdErgebnisunabhängigkeit p(a|b,x,y,λ) = p(a|x,y,λ) und p(b|a,x,y,λ) = p(b|x,y,λ), impliziert dann lokale Kausalität.

Aus demselben Artikel stammt die Schlussfolgerung

Die Quantenmechanik lässt Korrelationen zu, die diese Ungleichung verletzen, und bezeugt daher ihre Inkompatibilität mit kausalen Modellen, die lokale Kausalität und Messunabhängigkeit erfüllen.

Mit anderen Worten , der Punkt ist, dass die Quantenmechanik die Festlegung der Unabhängigkeit erfüllt , aber die Ergebnisunabhängigkeit verletzt (und - afaik - es gibt keine klare Erklärung warum), also auch die lokale Kausalität verletzt (impliziert sowohl durch die Lokalität als auch durch die Ergebnisunabhängigkeit).

Was bedeutet es, wenn zwei Distributionen "getrennt" sind?
@WillO Ich meine, dass klassische Korrelation keine Abhängigkeit impliziert und per Definition nicht als Abhängigkeitsverhältnis ausgedrückt wird. Sie haben einfach zwei getrennte Serien von Ereignissen und ihre Wahrscheinlichkeitsverteilungen und dann berechnen Sie ihre Korrelationen.
Ich habe meine Frage bearbeitet und erweitert, um einige Bedenken auszuräumen, die durch den einzigen bisher eingegangenen Kommentar aufgeworfen wurden. Können Sie mir zeigen, warum diese Frage immer noch eine -1 verdient?
Verwandte : "Zum Beispiel stellen wir in Bells Theorem fest, dass wir keine superluminalen Signale senden können, also nehmen wir an, dass es in der Realität keine superluminalen Einflüsse gibt, aber dies bringt uns in Konflikt mit den experimentell beobachteten Vorhersagen." Sie untersuchen die Implikationen von Bells Theorem und Zeitsymmetrie.
"Die Ergebnisse lassen sich mit klassischer Korrelation erklären" - wer sagt das? Der springende Punkt bei der Verschränkung ist, dass die Ergebnisse nicht mit klassischen Korrelationen erklärt werden können.
@tparker das war eher der Punkt meiner vorherigen Frage. Natürlich haben Sie Recht, aber ich fing an zu fragen: Wenn wir ein Singulett haben und zwei Beobachter nur die Observablen entlang der Achsen messen, sieht es dann wie eine klassische Münzkorrelation aus? Meine eigene Antwort auf die verknüpfte Frage war ja, aber wir müssen Korrelationen bei kleineren Detektorwinkeln messen, um Situationen zu finden, die nicht klassisch erklärt werden können: Dies ist in der Tat ein Follow-up, das von dort ausgeht.

Antworten (1)

Der wichtigste zu berücksichtigende Punkt ist, dass das Nicht-Signalisierungstheorem nicht auf einen Begriff eines Absoluten reduziert werden kann

es kann keinen Einfluss geben, der schneller ist als die Lichtgeschwindigkeit.

Das Non-Signalling-Theorem verbietet nicht die Existenz augenblicklicher Einflüsse bei der Bildung nichtlokaler Korrelationen: Solche Einflüsse sind tatsächlich superluminal .

Mit anderen Worten, die Ergebnisunabhängigkeit spielt keine Rolle als Ort, und das Nicht-Signalisierungstheorem wurde zu diesem Zweck als Theorem eingeführt, um Konflikte mit der speziellen Relativitätstheorie zu vermeiden:

es kann kein superluminaler Einfluss bestehen , der für Signalisierungszwecke kontrolliert werden kann .

Eine ausführlichere Lektüre zu diesem Thema finden Sie in diesem IOP-Artikel .