Czy to prawda, że ​​jeden kubit w stanie splątanym może natychmiast wpływać na wszystkie inne?

15

Gdy mierzony jest kubit, następuje „załamanie funkcji falowej”, w wyniku czego losowo wybierany jest wynik.

Jeśli kubit jest splątany z innymi, to zapadnięcie również na nich wpłynie. Sposób, w jaki na nie wpływa, zależy od tego, w jaki sposób postanowiliśmy zmierzyć nasze kubity.

Z tego wynika, że ​​rzeczy, które robimy na jednym kubicie, mają natychmiastowy wpływ na inny. Czy tak jest, czy widoczny efekt bardziej przypomina bayesowską aktualizację naszej wiedzy o kubitach?

entanglement quantum-state bayesian-learning non-locality contextuality James Wootton
źródło

Odpowiedzi:

7

Z pewnością prawdą jest, że w ramach matematycznego opisu kubitów operacje na jednym kubicie mogą wymagać aktualizacji całego opisu. Wpływa to zatem na opis każdego kubita.

Ci, którzy przyjmują „epistemiczny” pogląd na ten matematyczny opis, mogą powiedzieć, że po prostu aktualizujemy naszą wiedzę o innych kubitach i że nie ma to wpływu na same kubity. Jednak ci, którzy mają „ontyczny” pogląd, uważają funkcję falową opisaną przez matematykę mechaniki kwantowej za fizyczną właściwość kubitów. Z pewnością doszliby do wniosku, że operacja na jednym kubicie natychmiast wpłynęła na inne.

Myślę, że pogląd ontyczny jest obecnie bardziej rozpowszechniony wśród tych, którzy mają opinie na ten temat. Chociaż większość wybiera opcję „Zamknij się i oblicz” i nie myśl o nich za dużo.

Innym interesującym zagadnieniem jest fakt, że natychmiastowe efekty powodują problemy dla teorii względności. Różni obserwatorzy w różnych ramach odniesienia mogą nie zgadzać się co do kolejności zdarzeń w czasie. Tak więc jeden obserwator może zobaczyć, że jeden kubit wpływa na sekundę, podczas gdy inny obserwator może zobaczyć te same zdarzenia i dojść do wniosku, że drugi kubit wpływa na pierwszy. Uwikłanie pozwala uniknąć bezpośredniej konfrontacji z teorią względności, upewniając się, że afekt nie może zostać użyty do natychmiastowego przesłania jakichkolwiek informacji. Niemniej jednak nie grają razem dobrze. Właśnie dlatego możemy się wahać, twierdząc, że bardzo mocno to splątanie pozwala na natychmiastowe efekty.

Myślę, że proces teleportacji jest dobrym argumentem, że uwikłanie rzeczywiście pozwala kubitom na natychmiastowe wzajemne oddziaływanie, a także pokazanie, w jaki sposób kompromituje się z teorią względności. Jest to proces, w którym stan kubita jest natychmiastowo przesyłany z jednego kubita do drugiego za pomocą splątania. Ale wysyłany stan również zostaje „zakodowany” podczas procesu. Oznacza to, że odbiorca nie może nawet potwierdzić, że kubit został wysłany, nie mówiąc już o tym, jaki jest jego stan. Nadajnik może jednak wysłać do odbiornika wiadomość z instrukcjami, jak rozszyfrować kubit. Po wykonaniu tej czynności odbiorcy mogą potwierdzić, że teleportacja rzeczywiście wysłała stan kubit. Tak więc rzeczywiście był natychmiastowy efekt,

James Wootton
źródło
„Tak więc jeden obserwator może zobaczyć, że jeden kubit wpływa na sekundę, podczas gdy inny obserwator może zobaczyć te same zdarzenia i dojść do wniosku, że drugi kubit wpływa na pierwszy. (...) Dlatego też możemy się wahać, by stwierdzić bardzo mocno uwikłanie pozwala na natychmiastowe efekty ”. Czy uważasz, że moglibyśmy powiedzieć, że to, co sprawia, że ​​interakcja jest natychmiastowa, jest właśnie tym, że jest całkowicie zależne od ramy, co wydaje się wpływać na które? Jeśli A wpływa na B z opóźnieniem prędkości światła, wówczas nie ma ramki, w której B wpływa na A. Tylko przy zerowym opóźnieniu staje się to zależne od ramki.
Betohaku
Podobny problem związany jest z niedopasowaniem między skończoną wymiarową intuicją mechaniki kwantowej a względnością . Rola czynników typu III w QFT . Wymaga zrozumienia różnic między stanami dla czynników typu I i III.
AHusain
7

Jeśli Alice i Bob mają splątaną parę kubitów, a Alicja lokalnie mierzy swój kubit, nie wpływa to w żaden sposób na lokalny stan kubitów Boba. Matematycznie, jeśli Alice mierzy, ale nie patrzy na wynik pomiaru, matryca gęstości kubita Boba nie zmienia się. Sam fakt pomiaru Alicji w żaden sposób nie wpływa na kubit Boba. Jeśli Alice mierzy i zna wynik pomiaru, wtedy Alice ma więcej informacji o kubicie Boba niż Bob, ale jest to czysta klasyczna sytuacja opisana przez prawdopodobieństwa warunkowe.

Zatem pomiar Alicji może tylko natychmiast wpłynąć na informację Alicji o kubicie Boba i nie więcej.

Powyższe nie wyjaśnia „upiornej akcji na odległość”, wiemy, że satysfakcjonujące wyjaśnienie nie istnieje. Nadal możemy spierać się o splątanie i pomiary, unikając paradoksów i sprzeczności, a więc odpowiedź na pytanie w tytule:

Nie, to nie prawda .

kludg
źródło
1
Dwa punkty: 1) Alice patrząc na pomiar lub wiedząc, że jego wynik nic nie zmienia, myślę, że powinniśmy unikać utrwalania mitu, że świadomość jest w ogóle istotna w dyskusji na temat mechaniki kwantowej. 2) Pomiar Alicji nie tylko wpływa na jej własne informacje o kubicie Boba, ale tak naprawdę zapada się w jego stanie, a tym samym wpływa na prawdopodobieństwo zmierzenia określonego wyniku przez Boba. (Ale oczywiście Bob nie wie, jak zmieniło się to prawdopodobieństwo.) Tak, więc na inne kubity w stanie zaplątanym wpływają natychmiast, ale nie w sposób, który przesyła informacje.
Betohaku,
@Betohaku 1) Alice, patrząc na pomiar i ignorując jego wynik, jest dość typowym sposobem wypowiadania się w problemach z nauką informacji kwantowej; nie ma związku ze świadomością i nie ma potrzeby tego unikać. 2) Twierdzenie, że „inne kubity w stanie splątanym są dotknięte natychmiastowo” jest sprzeczne ze szczególną teorią względności i należy tego unikać. Osobiście przyjąłem subiektywny pogląd bayesowski na prawdopodobieństwa; więc jeśli mówisz „prawdopodobieństwo się zmieniło”, zapytałbym „dla kogo?”. Czasami można sądzić, że prawdopodobieństwo jest obiektywne, ale generalnie nie.
kludg
1
Mówisz, że pomiar Alicji w żaden sposób nie wpływa na kubit Boba, ale argumentowałbym, że tak naprawdę jest. Chociaż prawdą jest, że stan zredukowany Boba jest taki sam przed pomiarem i po nim, przed pomiarem stan Boba należy opisać jako mieszaninę ze względu na prawdopodobnie nieprzewidywalny wynik pomiaru Alice, natomiast po pomiarze A stan B jest mieszaniną, która reprezentuje czym jest teraz „czysto klasyczna” ignorancja na temat państwa.
glS
1
Innymi słowy, jeśli powiesz, że pomiar A nie wpływa na kubit B, musisz także powiedzieć, że nie ma korelacji między wynikami A i B, co nie jest prawdą. Prawdą jest, że bez pomocy dodatkowego kanału (np. Alice komunikującego wynik pomiaru Bobowi) Bob nie ma żadnych informacji na temat wyniku pomiaru A
glS
Korelacja @glS nie oznacza związku przyczynowego. Powiedzenie, że pomiar A nie wpływa na kubit B, nie oznacza, że ​​nie ma korelacji między pomiarami A i B. Rozumiem bardzo dobrze twój punkt widzenia, ale jak powiedziałem, nie wyjaśniam „upiornej akcji na odległość”, wiem, że nie jest to możliwe; a wyjaśnienie „pomiar A wpływa na kubit B” jest błędne, ponieważ jest sprzeczne ze szczególną teorią względności. Nadal można spierać się o splątanie bez sprzeczności, choć wiąże się to z niepozorną zmianą znaczenia słów.
kludg