Taş, kağıt ve makas kullanarak daha güçlü konumlanmamayı keşfedin

2022 Nobel Fizik Ödülü, kuantum mekaniğinde “kuantum yokluğu” üzerine yaptıkları çalışmalardan dolayı Alan Aspect, John Clauser ve Anton Zellinger’e verildi. Kuantum delokalizasyonu, bağlı parçacıkların birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar birbirlerini anında etkileyebildikleri bir olgudur.

Bir çift eldiveniniz olduğunu hayal edin. Bu eldivenler bir çifttir ve bu nedenle aralarındaki mesafe ne olursa olsun bir şekilde bağlantılıdır. Bir gün bir eldiveni sırt çantanıza koyup başka bir ülkeye uçmak için uçağa atlarsınız, diğer eldiven ise evde kalır. Kantitatif olmayan özelleştirmeye göre, yanınızda getirdiğiniz eldivenin rengini değiştirirseniz, arada büyük bir mesafe olmasına rağmen, evdeki eldivenin rengi de hemen değişecektir.

Ademi merkeziyetçilik, parçacık özelliklerinin önceden belirlendiği ve değişimin yalnızca doğrudan fiziksel etkileşim veya sonlu bir hızda yayılan alanlar yoluyla meydana geldiği klasik fizik tarafından öngörülen birçok kavramı ihlal eder. Delokalizasyonun, gerçekliğin geleceğini, kuantum mekaniğini ve kuantum teknolojilerinin gelişimini anlamak için çok çeşitli çıkarımları vardır.

Hardy’nin hareketsizliği bir taş-kağıt-makas oyunu olarak yorumlanabilir: Taş makası, makas da kağıdı yenerken, taşın kağıdı yenmesi imkansızdır; Bunun yerine, kağıt kayaya çarparak tutarsızlığa, yani merkezden uzaklaşmaya neden olur. Kredi bilgileri: Tohoku Üniversitesi

Yokluğu tanımlamanın ve açıklamanın birkaç yolu vardır. Örneğin, Bell eşitsizliği ve CHSH olarak adlandırılan bir dizi matematiksel ifade, eşitsizliği ihlal ederek genişlemediğini gösterir. Bu arada, Lucien Hardy tarafından 1992’de Hardy paradoksunu geliştirdiğinde, kuantum yer değiştirme için alternatif bir açıklama önerildi.

A’nın B’den ve B’nin C’den büyük olduğu üç A, B ve C niceliği olduğunu varsayalım. Geçişli özellik (veya fizikteki yerel gizli değişken teorileri) olarak bilinen temel bir matematiksel özelliğe göre sezgisel olarak C’den daha büyük.

Ancak Hardy, C’nin A’dan büyük olduğu durum için hala yer olduğuna dikkat çekti. Diğer bir deyişle, burası bir site değil.

Yerel olmayan olasılık, önceki çalışmalardan farklı olarak parçacık sayısının artmasıyla artar. Kredi bilgileri: Tohoku Üniversitesi

Bunu hayal etmek için “taş-kağıt-makas” kullanabiliriz. Taşın makası, makasın kağıdı yendiği açıkken, taşın kağıdı yenmesi imkansızdır. Pulsar kayası herhangi bir matematiksel düşünceye karşılık gelmez, bu yüzden bir paradoks olarak kabul edilir.

Dergide yayınlanan yeni bir çalışma American Physical Review aHardy, yerel olmama konusunda ilginç keşifler ortaya çıkardı. Tohoku Üniversitesi’ndeki Frontier Disiplinlerarası Bilimler Araştırma Enstitüsü’nden (FRIS) ortak yazar Dr. Lee Bin-ho’yu inceleyin.

Lu, “Hardy’nin yer değiştirmesinin temel kuantum mekaniğinin anlaşılması için büyük etkileri var ve yerel yer değiştirme olasılığını güçlendirmek için hayati önem taşıyor” dedi. “Oluşma olasılığını artırmak için Hardy’nin yer değiştirme ölçümünü araştırmak için kuantum bilgisayarları ve yöntemleri kullandık.”

Li ve meslektaşları bunu, yerel olmayan daha yüksek bir olasılığa ulaşmak için teorik bir çerçeve önererek yaptılar. Bunu teorik bir model ve kuantum simülasyonları kullanarak doğruladılar.

Tersini gösteren önceki çalışmalara rağmen, parçacık sayısı arttıkça yerel olmayan potansiyelin arttığını keşfettiler. Bu, kuantum etkilerinin en büyük ölçeklerde bile devam ettiğini ve klasik fizik teorilerini daha da zorladığını gösteriyor.

Lu, bu bulguların kuantum mekaniğini ve iletişimdeki potansiyel uygulamalarını anlamak için önemli çıkarımlara sahip olduğunu söylüyor. “Kuantum yerelleşmesini anlamak, yerel olmayan kaynaklar üzerinden kuantum iletişimi yoluyla bilginin güvenli iletimi gibi çığır açan teknolojik gelişmelere yol açabilir.”

Referans: “Hardy Merkezsizleştirmede Başarı Olasılığını Artırmak: Teori ve İllüstrasyon” Yazan: Duc Minh Tran, Van Duy Nguyen, Le Bien Ho ve Hong Que Nguyen, 14 Nisan 2023, Buradan Erişilebilir. fiziksel inceleme.
DOI: 10.1103/PhysRevA.107.042210