Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Отложенным выбором квантового ластик эксперимента, первый в исполнении Юн-Хо Ким, Р. Ю., ИП Кулик, YH Shih и Marlan О. Скалли , [1] и сообщил в начале 1999 года, является разработка на квантовом резинкой эксперимента , который включает в себя концепции, рассмотренные в эксперименте Уиллера с отложенным выбором . Эксперимент был разработан для исследования специфических последствий хорошо известного эксперимента с двумя щелями в квантовой механике, а также последствий квантовой запутанности .

Эксперимент с квантовым ластиком отложенного выбора исследует парадокс. Если фотон проявляет себя так, как будто он прошел к детектору одним путем, тогда «здравый смысл» (который оспаривают Уиллер и другие) говорит, что он, должно быть, вошел в устройство с двумя щелями как частица. Если фотон проявляет себя так, как будто он прошел двумя неразличимыми путями, то он, должно быть, вошел в устройство с двойной щелью как волна. Если экспериментальный прибор меняется, когда фотон находится в полете, тогда фотон должен изменить свое первоначальное «решение» относительно того, быть ли им волной или частицей. Уиллер отметил, что когда эти предположения применяются к устройству межзвездных измерений, решение, принятое в последнюю минуту на Земле о том, как наблюдать фотон, может изменить решение, принятое миллионы или даже миллиарды лет назад.

Хотя эксперименты с отложенным выбором подтвердили кажущуюся способность измерений, произведенных на фотонах в настоящем, изменять события, происходящие в прошлом, для этого требуется нестандартный взгляд на квантовую механику. Если фотон в полете интерпретируется как находящийся в так называемой «суперпозиции состояний», то есть если он интерпретируется как нечто, способное проявиться как частица или волна, но во время полета не является ни тем, ни другим, тогда существует нет временного парадокса. Это стандартная точка зрения, и недавние эксперименты подтвердили ее. [ требуется разъяснение ] [2] [3]

Введение [ править ]

В основном эксперименте с двойной щелью луч света (обычно от лазера ) направляется перпендикулярно к стене, через которую проходят две параллельные щели. Если экран обнаружения (что угодно, от листа белой бумаги до ПЗС ) поместить на другую сторону стены с двумя прорезями (достаточно далеко, чтобы свет из обеих прорезей перекрывался), будет наблюдаться узор из светлых и темных полос. , шаблон, который называется интерференционной картиной . Было обнаружено, что другие объекты атомного масштаба, такие как электроны , демонстрируют такое же поведение при попадании в двойную щель. [4] При значительном уменьшении яркости источника можно обнаружить отдельные частицы, образующие интерференционную картину.[5] Возникновение интерференционной картины предполагает, что каждая частица, проходящая через щели, мешает сама себе, и, следовательно, в некотором смысле частицы проходят через обе щели одновременно. [6] : 110 Это идея, которая противоречит нашему повседневному восприятию дискретных объектов.

Хорошо известный мысленный эксперимент , сыгравший жизненно важную роль в истории квантовой механики (например, см. Обсуждение версии этого эксперимента Эйнштейна ), продемонстрировал, что если детекторы частиц расположены на щелях, показывая, через какую щель проходит фотон идет, интерференционная картина исчезнет. [4] Это который-полосная эксперимент иллюстрирует комплементарность принцип , что фотоны могут вести себя либо как частицы или волны, но не оба одновременно. [7] [8] [9] Однако технически осуществимые реализации этого эксперимента не предлагались до 1970-х годов. [10]

Таким образом, информация о пути и видимость интерференционных полос являются дополнительными величинами. В эксперименте с двумя щелями, согласно общепринятому мнению, наблюдение за частицами неизбежно приводило их в достаточно сильное возмущение, чтобы разрушить интерференционную картину в результате принципа неопределенности Гейзенберга .

Однако в 1982 году Скалли и Дрюль нашли лазейку в этой интерпретации. [11] Они предложили «квантовый ластик» для получения информации о том, какой путь, без рассеивания частиц или иного введения в них неконтролируемых фазовых факторов. Вместо того, чтобы пытаться наблюдать, какой фотон входит в каждую щель (тем самым нарушая их), они предложили «пометить» их информацией, которая, по крайней мере в принципе, позволила бы различать фотоны после прохождения через щели. Чтобы не возникло недоразумений, интерференционная картина исчезает, когда фотоны так отмечены. Однако интерференционная картина появляется снова, если информация о том, какой путь подвергается дальнейшим изменениям послепомеченные фотоны прошли через двойные щели, чтобы скрыть маркировку пути. С 1982 года многочисленные эксперименты продемонстрировали пригодность так называемого квантового «ластика». [12] [13] [14]

Простой эксперимент с квантовым ластиком [ править ]

Простую версию квантового ластика можно описать следующим образом: вместо того, чтобы разделять один фотон или его волну вероятности между двумя щелями, фотон подвергается воздействию светоделителя . Если представить себе поток фотонов, случайным образом направляемый таким светоделителем, чтобы идти двумя путями, которые удерживаются от взаимодействия, может показаться, что ни один фотон не может тогда мешать другому или самому себе.

Однако, если скорость производства фотонов уменьшается так, что только один фотон входит в устройство в любой момент времени, становится невозможным понять, что фотон движется только по одному пути, потому что, когда выходы пути перенаправляются так, что они совпадают на обычный детектор или детекторы, возникают интерференционные явления. Это похоже на представление одного фотона в устройстве с двумя щелями: даже если это один фотон, он все равно каким-то образом взаимодействует с обеими щелями.

Рисунок 1. Эксперимент, демонстрирующий отложенное определение пути фотона.

На двух диаграммах на рис. 1 фотоны испускаются по одному из лазера, обозначенного желтой звездой. Они проходят через 50% светоделитель (зеленый блок), который отражает или пропускает половину фотонов. Отраженные или прошедшие фотоны перемещаются по двум возможным путям, обозначенным красными или синими линиями.

На верхней диаграмме кажется, что траектории фотонов известны: если фотон выходит из верхней части устройства, кажется, что он должен был пройти по синему пути, а если он выходит из сторона аппарата, кажется, что она должна была пройти по красной дорожке. Однако важно помнить, что фотон находится в суперпозиции путей, пока не будет обнаружен. Вышеупомянутое предположение - что это «должно было пройти» любым путем - является формой «ошибки разделения».

На нижнем рисунке справа вверху представлен второй светоделитель. Он рекомбинирует лучи, соответствующие красной и синей траекториям. При введении второго светоделителя обычно думают, что информация о пути была «стерта» - однако мы должны быть осторожны, потому что нельзя предположить, что фотон «действительно» прошел по тому или иному пути. Объединение лучей приводит к интерференционным явлениям на экранах обнаружения, расположенных сразу за каждым выходным портом. Справа отображаются проблемы с подкреплением, а вверху - отмена. Однако важно помнить, что проиллюстрированные эффекты интерферометра применимы только к одиночному фотону в чистом состоянии. Имея дело с парой запутанных фотонов,фотон, сталкивающийся с интерферометром, будет находиться в смешанном состоянии, и не будет видимой интерференционной картины без подсчета совпадений для выбора подходящих подмножеств данных.[15]

Отложенный выбор [ править ]

Элементарные предшественники текущих экспериментов с квантовым ластиком, такие как "простой квантовый ластик", описанный выше, имеют прямое объяснение с использованием классической волны. Действительно, можно утверждать, что в этом эксперименте нет ничего особенно квантового. [16] Тем не менее, Джордан утверждал на основе принципа соответствия, что, несмотря на существование классических объяснений, эксперименты по интерференции первого порядка, подобные приведенным выше, можно интерпретировать как истинные квантовые стирающие устройства. [17]

В этих прекурсорах используется однофотонная интерференция. Однако версии квантового ластика, использующие запутанные фотоны, по своей сути не являются классическими. Из-за этого, чтобы избежать любой возможной двусмысленности относительно квантовой и классической интерпретации, большинство экспериментаторов предпочли использовать неклассические источники света запутанных фотонов для демонстрации квантовых стирателей, не имеющих классического аналога.

Кроме того, использование запутанных фотонов позволяет разработать и реализовать версии квантового ластика, которые невозможно реализовать с помощью однофотонной интерференции, например квантовый ластик с отложенным выбором , который является темой данной статьи.

Эксперимент Kim et al. (1999) [ править ]

Рис. 2. Схема эксперимента Кима и др. С квантовым ластиком отложенного выбора . Детектор D 0 подвижный

Экспериментальная установка, подробно описанная в Kim et al. , [1] проиллюстрировано на рис. 2. Аргоновый лазер генерирует отдельные фотоны с длиной волны 351,1 нм, которые проходят через устройство с двумя щелями (вертикальная черная линия в верхнем левом углу диаграммы).

Отдельный фотон проходит через одну (или обе) из двух щелей. На иллюстрации пути фотонов обозначены цветом как красные или голубые линии, чтобы указать, через какую щель прошел фотон (красный цвет указывает на прорезь A, голубой означает прорезь B).

Пока что эксперимент похож на обычный эксперимент с двумя щелями. Однако после прорезей используется спонтанное параметрическое преобразование с понижением частоты (SPDC) для подготовки запутанного двухфотонного состояния. Это делается с помощью нелинейно-оптического кристалла BBO ( бета-борат бария ), который преобразует фотон (из любой щели) в два идентичных, ортогонально поляризованных запутанных фотона с частотой 1/2 от частоты исходного фотона. Пути, по которым проходят эти ортогонально поляризованные фотоны, расходятся призмой Глана – Томпсона .

Один из этих фотонов с длиной волны 702,2 нм, называемый «сигнальным» фотоном (посмотрите на красную и голубую линии, идущие вверх от призмы Глана-Томпсона), попадает в детектор цели, называемый D 0 . Во время эксперимента детектор D 0 сканируется вдоль оси x , его движения контролируются шаговым двигателем. График числа "сигнальных" фотонов, обнаруженных D 0, в зависимости от x, может быть исследован, чтобы определить, формирует ли совокупный сигнал интерференционную картину.

Другой запутанный фотон, называемый «холостым» фотоном (посмотрите на красную и голубую линии, идущие вниз от призмы Глана-Томпсона), отклоняется призмой PS, которая отправляет его по расходящимся путям в зависимости от того, откуда он пришел. щель или щели Б .

Несколько за пределами разделения пути холостые фотоны сталкиваются с расщепителями луча BS a , BS b и BS c , каждый из которых имеет 50% шанс пропустить холостой фотон и 50% шанс вызвать его отражение. M a и M b - зеркала.

Рисунок 3. Ось x : положение D 0 . Ось y : совместная частота обнаружения между D 0 и D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ( R 01 , R 02 , R 03 , R 04 ). R 04 не приводится в статье Кима и предоставляется в соответствии с их словесным описанием.
Рис. 4. Смоделированные записи фотонов, совместно обнаруженных между D 0 и D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ( R 01 , R 02 , R 03 , R 04 )

Делители луча и зеркала направляют холостые фотоны на детекторы, обозначенные D 1 , D 2 , D 3 и D 4 . Обратите внимание, что:

  • Если холостой фотон регистрируется детектором D 3 , он может исходить только из щели B.
  • Если холостой фотон регистрируется детектором D 4 , он может исходить только из щели A.
  • Если холостой фотон обнаружен детектором D 1 или D 2 , он мог исходить из щели А или В.
  • Длина оптического пути, измеренная от щели до D 1 , D 2 , D 3 и D 4, на 2,5 м больше, чем длина оптического пути от щели до D 0 . Это означает, что любая информация, которую можно узнать от холостого фотона, должна быть примерно на 8 нс позже, чем та, которую можно узнать из запутанного сигнального фотона.

Обнаружение холостого фотона с помощью D 3 или D 4 обеспечивает задержанную «информацию о пути», указывающую, прошел ли сигнальный фотон, с которым он связан, через щель A или B. С другой стороны, обнаружение холостого фотона с помощью D 1 или D 2 обеспечивает отсроченную индикацию того, что такая информация недоступна для его запутанного сигнального фотона. Поскольку информация о том, какой путь ранее потенциально могла быть доступна от холостого фотона, говорят, что информация была подвергнута "отложенному стиранию".

Используя счетчик совпадений , экспериментаторы смогли изолировать запутанный сигнал от фото-шума, записывая только события, в которых были обнаружены как сигнальные, так и холостые фотоны (после компенсации задержки в 8 нс). См. Рисунки 3 и 4.

  • Когда экспериментаторы смотрели на сигнальные фотоны, чьи запутанные холостой ходы были обнаружены в D 1 или D 2 , они обнаружили интерференционные картины.
  • Однако, когда они посмотрели на сигнальные фотоны, чьи запутанные холостые движения были обнаружены в D 3 или D 4 , они обнаружили простые дифракционные картины без помех.

Значение [ править ]

Этот результат аналогичен результатам эксперимента с двойной щелью, поскольку интерференция наблюдается, когда неизвестно, из какой щели исходит фотон, а интерференция не наблюдается, когда известен путь.

Рис. 5. Распределение сигнальных фотонов при D 0 можно сравнить с распределением лампочек на цифровом билборде . Когда горят все лампочки, на билборде не видно никакого рисунка изображения, который можно «восстановить», только выключив некоторые лампочки. Подобным образом интерференционная картина или картина отсутствия интерференции между сигнальными фотонами в D 0 может быть восстановлена ​​только после «выключения» (или игнорирования) некоторых сигнальных фотонов, и какие сигнальные фотоны следует игнорировать для восстановления картины, эту информацию можно получить, только посмотрев на соответствующие запутанные холостые фотоны в детекторах D 1 - D 4 .

Однако, что делает этот эксперимент, возможно, удивительным, так это то, что, в отличие от классического эксперимента с двумя щелями, выбор между сохранением или стиранием информации о том, какой путь холостого хода был сделан только через 8 нс после того, как положение сигнального фотона изменилось. уже был измерен D 0 .

Обнаружение сигнальных фотонов на D 0 не дает напрямую никакой информации о том, какой путь. Обнаружение холостых фотонов в D 3 или D 4 , которые предоставляют информацию о том, какой путь, означает, что в совместно обнаруженном подмножестве сигнальных фотонов в D 0 нельзя наблюдать интерференционную картину . Точно так же обнаружение холостых фотонов в D 1 или D 2 , которые не предоставляют информацию о том, какой путь, означает, что интерференционные картины могут наблюдаться в совместно обнаруженном подмножестве сигнальных фотонов в D 0 .

Другими словами, даже несмотря на то, что холостой фотон не наблюдается до тех пор, пока его запутанный сигнальный фотон не достигает точки D 0 из-за более короткого оптического пути для последнего, интерференция в точке D 0 определяется тем, обнаружен ли запутанный холостой фотон сигнального фотона в точке D 0. детектор, который сохраняет информацию о том, какой путь ( D 3 или D 4 ), или детектор, который стирает информацию о пути ( D 1 или D 2 ).

Некоторые истолковали этот результат как означающий, что отложенный выбор, наблюдать или не наблюдать путь холостого фотона, изменяет исход события в прошлом. [18] [19] Обратите внимание, в частности, что интерференционная картина может быть извлечена для наблюдения только после того, как будут обнаружены бездельники (т. Е. В D 1 или D 2 ). [ требуется разъяснение ]

Общая картина всех сигнальных фотонов в D 0 , чьи запутанные холостые сигналы пошли на несколько различных детекторов, никогда не будет показывать интерференцию, независимо от того, что происходит с холостыми фотонами. [20] Можно получить представление о том, как это работает, посмотрев на графики R 01 , R 02 , R 03 и R 04 и заметив, что пики R 01 совпадают с впадинами R 02 (т. Е. между двумя интерференционными полосами существует фазовый сдвиг π). R 03 показывает единичный максимум, а R 04, который экспериментально идентичен R 03 , покажет эквивалентные результаты. Запутанные фотоны, отфильтрованные с помощью счетчика совпадений, смоделированы на рис. 5, чтобы дать визуальное представление о доказательствах, полученных в результате эксперимента. В D 0 сумма всех коррелированных подсчетов не покажет помех. Если бы все фотоны, приходящие в D 0, были изображены на одном графике, можно было бы увидеть только яркую центральную полосу.

Последствия [ править ]

Ретропричинность [ править ]

Эксперименты с отложенным выбором поднимают вопросы о времени и временных последовательностях и тем самым ставят под сомнение обычные идеи времени и причинной последовательности. [примечание 1] Если события в D 1 , D 2 , D 3 , D 4 определяют результаты в D 0 , то кажется, что следствие предшествует причине. Если бы холостые световые пути были значительно увеличены так, что пройдет год, прежде чем фотон появится в D 1 , D 2 , D 3 или D 4, то, когда фотон обнаруживается в одном из этих детекторов, это может вызвать появление сигнального фотона в определенном режиме годом ранее. В качестве альтернативы, знание будущей судьбы холостого фотона определило бы активность сигнального фотона в его собственном настоящем. Ни одна из этих идей не соответствует обычным человеческим ожиданиям причинности. Однако знание о будущем, которое могло быть скрытой переменной, было опровергнуто экспериментами. [21]

Эксперименты, связанные с запутыванием, демонстрируют явления, которые могут заставить некоторых людей усомниться в их обычных представлениях о причинной последовательности. В квантовом стирателе с отложенным выбором интерференционная картина будет формироваться на D 0, даже если данные о пути, относящиеся к фотонам, которые его образуют, стираются только позже, чем сигнальные фотоны, попадающие в первичный детектор. Вызывает недоумение не только эта особенность эксперимента; В принципе, D 0 может находиться по крайней мере на одной стороне вселенной, а четыре других детектора могут находиться «на другой стороне вселенной» друг к другу. [22] : 197f

Консенсус: нет ретропричинности [ править ]

Однако интерференционная картина может быть видна задним числом только после того, как холостые фотоны были обнаружены и экспериментатор получил информацию о них, причем интерференционная картина видна, когда экспериментатор смотрит на определенные подмножества сигнальных фотонов, которые были сопоставлены с холостыми, которые прошли. к конкретным детекторам. [22] : 197

Более того, очевидное обратное действие исчезает, если влияние наблюдений на состояние запутанного сигнала и холостых фотонов рассматривать в их историческом порядке. В частности, в случае, когда обнаружение / удаление информации о направлении происходит до обнаружения на D 0 , стандартное упрощенное объяснение гласит: «Детектор D i , на котором обнаруживается холостой фотон, определяет распределение вероятностей на D 0 для сигнальный фотон ». Аналогичным образом, в случае, когда D 0 предшествует обнаружению холостого фотона, следующее описание является столь же точным: «Положение в D 0детектированного сигнального фотона определяет вероятности попадания холостого фотона в D 1 , D 2 , D 3 или D 4 ". Это просто эквивалентные способы формулирования корреляций наблюдаемых запутанных фотонов интуитивным причинным способом, поэтому можно выбрать любой из них (в частности, тот, в котором причина предшествует следствию и в объяснении не появляется никакого ретроградного действия).

Общая картина сигнальных фотонов на первичном детекторе никогда не показывает интерференции (см. Рис. 5), поэтому невозможно сделать вывод о том, что произойдет с холостыми фотонами, наблюдая только сигнальные фотоны . Квантовый ластик с отложенным выбором не передает информацию ретро-причинным образом, потому что он принимает другой сигнал, который должен поступить в процессе, который может идти не быстрее скорости света, для сортировки наложенных данных в сигнальных фотонах на четыре потока, которые отражают состояния холостых фотонов на их четырех различных экранах обнаружения. [примечание 2] [примечание 3]

Фактически, теорема, доказанная Филиппом Эберхардом, показывает, что если принятые уравнения релятивистской квантовой теории поля верны, то никогда не должно быть возможности экспериментально нарушить причинность с помощью квантовых эффектов. [23] (См. Ссылку [24] для обработки, подчеркивающей роль условных вероятностей.)

Этот эксперимент не только бросает вызов нашим обычным представлениям о временной последовательности в причинно-следственных связях, но и является одним из тех, которые решительно атакуют наши представления о местности , идею о том, что вещи не могут взаимодействовать, если они не находятся в контакте, если не находятся в непосредственном физическом контакте. тогда контактируйте, по крайней мере, посредством взаимодействия через магнитные или другие подобные полевые явления. [22] : 199

Против консенсуса [ править ]

Несмотря на доказательство Эберхарда, некоторые физики предположили, что эти эксперименты могут быть изменены таким образом, чтобы они соответствовали предыдущим экспериментам, но при этом могли допускать экспериментальные нарушения причинности. [25] [26] [27]

Другие эксперименты с квантовым ластиком отложенного выбора [ править ]

Многие усовершенствования и расширения Kim et al. Квантовый ластик с отложенным выбором был выполнен или предложен. Здесь представлена ​​лишь небольшая выборка отчетов и предложений:

Scarcelli et al. (2007) сообщили об эксперименте с отложенным выбором квантового ластика, основанном на двухфотонной схеме визуализации. После обнаружения фотона, прошедшего через двойную щель, был сделан случайный выбор с задержкой, чтобы стереть или не стирать информацию о пути путем измерения его удаленного запутанного близнеца; затем частицы и волны поведения фотона регистрировались одновременно и, соответственно, только одним набором объединенных детекторов. [28]

Peruzzo et al. (2012) сообщили о квантовом эксперименте с отложенным выбором, основанном на квантово-управляемом светоделителе, в котором поведение частиц и волн исследовалось одновременно. Квантовая природа поведения фотона была проверена с помощью неравенства Белла, которое заменило отложенный выбор наблюдателя. [29]

Rezai et al. (2018) объединили интерференцию Хонга-У-Манделя с квантовым ластиком с отложенным выбором. Они накладывают два несовместимых фотона на светоделитель, так что интерференционная картина не наблюдается. Когда выходные порты контролируются интегрированным образом (т. Е. Подсчитываются все щелчки), никаких помех не возникает. Только когда исходящие фотоны проанализированы по поляризации и выбрано правильное подмножество, возникает квантовая интерференция в форме провала Хон-У-Манделя . [30]

Создание твердотельных электронных интерферометров Маха – Цендера (MZI) привело к предложениям использовать их в электронных версиях экспериментов с квантовым стиранием. Этого можно добиться за счет кулоновского взаимодействия со вторым электронным ИМЦ, действующим как детектор. [31]

Запутанные пары нейтральных каонов также были исследованы и признаны подходящими для исследований с использованием методов квантовой маркировки и квантового стирания. [32]

Квантовый ластик был предложен с использованием модифицированной установки Штерна-Герлаха . В этом предложении не требуется никакого совпадения счета, и квантовое стирание достигается путем приложения дополнительного магнитного поля Штерна-Герлаха. [33]

Примечания [ править ]

  1. ^ Стэнфордская энциклопедия философии, «Совсем недавно эксперименты типа Белла интерпретировались некоторыми так, как будто квантовые события могут быть связаны таким образом, что световой конус прошлого может быть доступен при нелокальном взаимодействии, а не только в смысле действия. на расстоянии, но как обратная причинно-следственная связь. Одним из самых заманчивых экспериментов такого рода является квантовый ластик с отложенным выбором, разработанный Юн-Хо Кимом и др. (2000). Это довольно сложная конструкция. Он предназначен для измерения коррелированных пары фотонов, которые находятся в запутанном состоянии, так что один из двух фотонов обнаруживается на 8 наносекунд раньше своего партнера. Результаты эксперимента весьма удивительны. Они, кажется, указывают на то, что поведение фотонов, обнаруженных за эти 8 наносекунд раньше, их партнеры определяются тем, как партнеры будут обнаружены.В самом деле, может возникнуть соблазн интерпретировать эти результаты как пример того, как будущее порождает прошлое. Однако результат соответствует предсказаниям квантовой механики ».http://plato.stanford.edu/entries/causation-backwards/ .
  2. ^ "... будущие измерения никоим образом не изменяют данные, которые вы собрали сегодня. Но будущие измерения действительно влияют на виды деталей, которые вы можете использовать, когда впоследствии будете описывать то, что произошло сегодня. Прежде чем вы получите результаты холостого фотона измерений, вы действительно ничего не можете сказать об истории пути любого заданного сигнального фотона. Однако, получив результаты, вы делаете вывод, что сигнальные фотоны, чьи холостые партнеры были успешно использованы для определения информации о том, какой путь может быть описан как ... перемещающийся влево или вправо. Вы также заключаете, что сигнальные фотоны, чьи холостые партнеры имеют стертую информацию о пути, не могутможно описать как ... определенно пошедший тем или иным путем (вывод, который вы можете убедительно подтвердить, используя недавно полученные данные о холостых фотонах, чтобы выявить ранее скрытую интерференционную картину среди этого последнего класса сигнальных фотонов). Таким образом, мы видим, что будущее помогает формировать историю, которую вы рассказываете о прошлом ». - Брайан Грин, « Ткань космоса » , стр. 198–199.
  3. ^ В статье Кима говорится: P. 1f: Эксперимент разработан таким образом, что L0, оптическое расстояние между атомами A, B и детектором D 0 , намного короче, чем Li, которое представляет собой оптическое расстояние между атомами A, B. и детекторы D 1 , D 2 , D 3 и D 4 соответственно. Таким образом, D 0 будет инициирован намного раньше фотоном 1. После регистрации фотона 1 мы смотрим на эти «отложенные» события обнаружения D 1 , D 2 , D 3 и D 4, которые имеют постоянные задержки по времени, i ≃ (Li - L0) / c относительно времени срабатывания D 0 . П.2: В этом эксперименте оптическая задержка (Li - L0) выбрана равной 2,5 м, где L0 - это оптическое расстояние между выходной поверхностью BBO и детектором D 0 , а Li - оптическое расстояние между выходной поверхностью BBO и детекторы D 1 , D 2 , D 3 и D 4 соответственно. Это означает, что любая информация, которую можно получить от фотона 2, должна быть как минимум на 8 нс позже, чем информация, полученная при регистрации фотона 1. По сравнению с временем отклика детекторов в 1 нс, задержка в 2,5 м достаточно хороша для "отложенного стирания". ". P. 3: Информация о том, какой путь или оба пути кванта может быть стерта или помечена его запутанным двойником даже после регистрации кванта.P. 2: После регистрации фотона 1 мы смотрим на эти "отложенные" события обнаружения D 1 , D 2 , D 3 и D 4, которые имеют постоянные временные задержки, i ≃ (Li - L0) / c, относительные ко времени срабатывания D 0 . Легко видеть, что эти события «совместного обнаружения» должны были быть результатом одной и той же пары фотонов. (Курсив добавлен. Это точка, в которой можно понять, что происходит в D 0. )

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Ким, Юн-Хо; Р. Ю.; Кулик ИП; YH Shih; Марлан Скалли (2000). «Отложенный» выбор «Квантовый ластик». Письма с физическим обзором . 84 (1): 1–5. arXiv : квант-ph / 9903047 . Bibcode : 2000PhRvL..84 .... 1K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.84.1 . PMID  11015820 . S2CID  5099293 .
  2. ^ Ма, Сяо-Сун; Кофлер, Йоханнес; Карри, Энджи; Тетик, Нурай; Шейдл, Томас; Урсин, Руперт; Рамелов, Свен; Хербст, Томас; Рачбахер, Лотар; Федриззи, Алессандро; Jennewein, Томас; Цайлингер, Антон (2013). «Квантовое стирание с причинно несвязанным выбором» . Труды Национальной академии наук . 110 (4): 1221–1226. arXiv : 1206,6578 . Bibcode : 2013PNAS..110.1221M . DOI : 10.1073 / pnas.1213201110 . PMC 3557028 . PMID 23288900 .  Наши результаты демонстрируют, что точка зрения, согласно которой фотон системы ведет себя определенно как волна или определенно как частица, требует связи со скоростью, превышающей скорость света. Поскольку это было бы сильным противоречием специальной теории относительности, мы считаем, что от такой точки зрения следует полностью отказаться.
  3. ^ Peruzzo, A .; Shadbolt, P .; Brunner, N .; Popescu, S .; О'Брайен, JL (2012). «Квантовый эксперимент с отложенным выбором». Наука . 338 (6107): 634–637. arXiv : 1205,4926 . Bibcode : 2012Sci ... 338..634P . DOI : 10.1126 / science.1226719 . PMID 23118183 . S2CID 3725159 .   Этот эксперимент использует неравенства Белла для замены устройств отложенного выбора, но он достигает той же экспериментальной цели элегантным и убедительным образом.
  4. ^ a b Фейнман, Ричард П .; Роберт Б. Лейтон; Мэтью Сэндс (1965). Лекции Фейнмана по физике, Vol. 3 . США: Эддисон-Уэсли. С. 1.1–1.8. ISBN 978-0-201-02118-9.
  5. ^ Донати, О; Missiroli, GF; Поцци, G (1973). «Эксперимент по электронной интерференции». Американский журнал физики . 41 (5): 639–644. Bibcode : 1973AmJPh..41..639D . DOI : 10.1119 / 1.1987321 .
  6. ^ Грин, Брайан (2003). Элегантная Вселенная . Random House, Inc. ISBN 978-0-375-70811-4.
  7. ^ Харрисон, Дэвид (2002). «Дополнительность и копенгагенская интерпретация квантовой механики» . НАБОР . Департамент физики Университета Торонто . Проверено 21 июня 2008 .
  8. ^ Кэссиди, Дэвид (2008). «Квантовая механика 1925–1927: Триумф Копенгагенской интерпретации» . Вернер Гейзенберг . Американский институт физики . Проверено 21 июня 2008 .
  9. ^ Боска Диас-Pintado, Мария К. (29-31 марта 2007). «Обновление дуальности волна-частица» . 15-я встреча Великобритании и Европы по основам физики . Лидс, Великобритания . Проверено 21 июня 2008 .
  10. ^ Бартелл, Л. (1980). «Дополнительность в эксперименте с двумя щелями: О простых реализуемых системах для наблюдения поведения промежуточных частиц и волн». Physical Review D . 21 (6): 1698–1699. Bibcode : 1980PhRvD..21.1698B . DOI : 10.1103 / PhysRevD.21.1698 .
  11. ^ Скалли, Марлан О .; Кай Дрюль (1982). «Квантовый ластик: предлагаемый эксперимент по корреляции фотонов, касающийся наблюдения и« отложенного выбора »в квантовой механике». Physical Review . 25 (4): 2208–2213. Bibcode : 1982PhRvA..25.2208S . DOI : 10.1103 / PhysRevA.25.2208 .
  12. ^ Zajonc, AG; Wang, LJ; Zou, XY; Мандель, Л. (1991). «Квантовый ластик». Природа . 353 (6344): 507–508. Bibcode : 1991Natur.353..507Z . DOI : 10.1038 / 353507b0 . S2CID 4265543 . 
  13. ^ Herzog, TJ; Kwiat, PG; Weinfurter, H .; Цайлингер, А. (1995). «Дополнительность и квантовый ластик» (PDF) . Письма с физическим обзором . 75 (17): 3034–3037. Bibcode : 1995PhRvL..75.3034H . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.75.3034 . PMID 10059478 . Архивировано из оригинального (PDF) 24 декабря 2013 года . Проверено 13 февраля 2014 .  
  14. ^ Walborn, SP; и другие. (2002). "Двухщелевой квантовый ластик". Phys. Rev. A . 65 (3): 033818. Arxiv : колич-фот / 0106078 . Bibcode : 2002PhRvA..65c3818W . DOI : 10.1103 / PhysRevA.65.033818 . S2CID 55122015 . 
  15. ^ Жак, Винсент; Wu, E; Гроссханс, Фредерик; Treussart, François; Гранжье, Филипп; Аспект, Ален; Рохль, Жан-Франсуа (2007). «Экспериментальная реализация эксперимента Уиллера с отложенным выбором Gedanken». Наука . 315 (5814): 966–968. arXiv : квант-ph / 0610241 . Bibcode : 2007Sci ... 315..966J . DOI : 10.1126 / science.1136303 . PMID 17303748 . S2CID 6086068 .  
  16. ^ Цзяо, RY; PG Kwiat; Стейнберг, AM (1995). «Квантовая нелокальность в двухфотонных экспериментах в Беркли». Quantum и Квазиклассическая Оптика: журнал Европейского оптического общества Часть B . 7 (3): 259–278. arXiv : квант-ph / 9501016 . Bibcode : 1995QuSOp ... 7..259C . DOI : 10.1088 / 1355-5111 / 7/3/006 . S2CID 118987962 . 
  17. Перейти ↑ Jordan, TF (1993). «Исчезновение и появление макроскопической квантовой интерференции». Physical Review . 48 (3): 2449–2450. Bibcode : 1993PhRvA..48.2449J . DOI : 10.1103 / PhysRevA.48.2449 . PMID 9909872 . 
  18. ^ Ionicioiu, R .; Терно, ДР (2011). «Предложение о квантовом эксперименте с отложенным выбором». Phys. Rev. Lett . 107 (23): 230406. arXiv : 1103.0117 . Bibcode : 2011PhRvL.107w0406I . DOI : 10.1103 / physrevlett.107.230406 . PMID 22182073 . S2CID 44297197 .  [ нужен лучший источник ]
  19. ^ Дж. А. Уиллер, Квантовая теория и измерения, Princeton University Press, стр.192-213
  20. ^ Грин, Брайан (2004). Ткань космоса: пространство, время и фактура реальности . Альфред А. Кнопф. п. 198 . ISBN 978-0-375-41288-2.
  21. ^ Перуццо, Альберто; Shadbolt, Питер Дж .; Бруннер, Николас; Попеску, Санду; О'Брайен, Джереми Л. (2012). «Квантовый эксперимент с отложенным выбором». Наука . 338 (6107): 634–637. arXiv : 1205,4926 . Bibcode : 2012Sci ... 338..634P . DOI : 10.1126 / science.1226719 . PMID 23118183 . S2CID 3725159 .  
  22. ^ a b c Грин, Брайан (2004). Ткань космоса . Альфред А. Кнопф. ISBN 978-0-375-41288-2.
  23. ^ Эберхард, Филипп H .; Рональд Р. Росс (1989). «Квантовая теория поля не может обеспечить связь со скоростью, превышающей скорость света» . Основы физики . 2 (2): 127–149. Bibcode : 1989FoPhL ... 2..127E . DOI : 10.1007 / BF00696109 . S2CID 123217211 . 
  24. ^ Гаасбек, Брэм (2010). «Демистификация экспериментов с отложенным выбором». arXiv : 1007,3977 [ квант-ф ].
  25. ^ Джон Г. Крамер . НАСА переходит на сверхсветовую высоту - Часть 2: Трещины в сверхсветовой броне природы . Колонка "Альтернативный взгляд", Аналоговая научная фантастика и факты , февраль 1995 г.
  26. ^ Werbos, Пол Дж .; Долматова, Людмила (2000). «Интерпретация квантовой механики в обратном времени - новый взгляд на эксперимент». arXiv : квант-ph / 0008036 .
  27. ^ Джон Крамер, «Экспериментальный тест передачи сигналов с использованием квантовой нелокальности» содержит ссылки на несколько отчетов исследователей из Вашингтонского университета в его группе. См. Http://faculty.washington.edu/jcramer/NLS/NL_signal.htm .
  28. ^ Scarcelli, G .; Zhou, Y .; Ши, Ю. (2007). «Случайный квантовый ластик с отложенным выбором с помощью двухфотонного изображения». Европейский физический журнал D . 44 (1): 167–173. arXiv : квант-ph / 0512207 . Bibcode : 2007EPJD ... 44..167S . DOI : 10.1140 / epjd / e2007-00164-у . S2CID 10267634 . 
  29. ^ Peruzzo, A .; Shadbolt, P .; Brunner, N .; Popescu, S .; О'Брайен, JL (2012). «Квантовый эксперимент с отложенным выбором». Наука . 338 (6107): 634–637. arXiv : 1205,4926 . Bibcode : 2012Sci ... 338..634P . DOI : 10.1126 / science.1226719 . PMID 23118183 . S2CID 3725159 .  
  30. ^ Rezai, M .; Wrachtrup, J .; Герхардт, И. (2018). «Когерентные свойства молекулярных одиночных фотонов для квантовых сетей» . Physical Review X . 8 (3): 031026. Bibcode : 2018PhRvX ... 8c1026R . DOI : 10.1103 / PhysRevX.8.031026 .
  31. ^ Dressel, J .; Choi, Y .; Иордания, АН (2012). "Измерение информации о пути с помощью связанных электронных интерферометров Маха-Цендера". Physical Review B . 85 (4): 045320. arXiv : 1105.2587 . DOI : 10.1103 / Physrevb.85.045320 . S2CID 110142737 . 
  32. ^ Bramon, A .; Гарбарино, G .; Хисмайр, Британская Колумбия (2004). «Квантовая маркировка и квантовое стирание нейтральных каонов». Письма с физическим обзором . 92 (2): 020405. Arxiv : колич-фот / 0306114 . Bibcode : 2004PhRvL..92b0405B . DOI : 10.1103 / physrevlett.92.020405 . PMID 14753924 . S2CID 36478919 .  
  33. ^ Куреши, Т .; Рахман, З. (2012). «Квантовый ластик на модифицированной установке Штерна-Герлаха». Успехи теоретической физики . 127 (1): 71–78. arXiv : квант-ph / 0501010 . Bibcode : 2012PThPh.127 ... 71Q . DOI : 10.1143 / PTP.127.71 . S2CID 59470770 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Презентация эксперимента
  • Пресловутый квантовый ластик с отложенным выбором
  • Квантовый ластик с отложенным выбором
  • Тетрадь философии и физики
  • Трифонов, А .; Björk, G .; Söderholm, J .; Цегайе, Т. (2002). «Комплексный экспериментальный тест квантового стирания». Европейский физический журнал D . 18 (2): 251–258. arXiv : квант-ph / 0009097 . Bibcode : 2002EPJD ... 18..251T . DOI : 10.1140 / epjd / e20020030 . S2CID  119026478 .
  • Ма, Сяо-Сун; Кофлер, Йоханнес; Карри, Энджи; Тетик, Нурай; Шейдл, Томас; Урсин, Руперт; Рамелов, Свен; Хербст, Томас; Рачбахер, Лотар; Федриззи, Алессандро; Jennewein, Томас; Цайлингер, Антон (2013). «Квантовое стирание с причинно несвязанным выбором» . Труды Национальной академии наук . 110 (4): 1221–1226. arXiv : 1206,6578 . Bibcode : 2013PNAS..110.1221M . DOI : 10.1073 / pnas.1213201110 . PMC  3557028 . PMID  23288900 .
  • Delayed Choice Quantum Eraser Experiment Explained , YouTube (с объяснением эксперимента Кимом и др. За 3:31 до 9:09 минут)
  • Фанкхаузер, Йоханнес (2019). «Укрощение отложенного выбора квантового ластика». Quanta . 8 : 44–56. arXiv : 1707.07884 . DOI : 10,12743 / quanta.v8i1.88 . S2CID  53574007 .