Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса - Николя Жизан

73

Scarani V., Gisin N.: Superluminal hidden communication as the underlying mechanism for quantum correlations. Constraining models, Brazilian Journal of Physics 35, 328–332 (2005); Bancal J.D., Pironio S., Acin A., Liang Y.C., Scarani V., Gisin N.: Quantum nonlocality based on finite-speed causal influences leads to superluminal signaling, Nature Physics 8, 867 (2012).

74

Suarez A., Scarani V.: Does entanglement depend on the timing of the impacts at the beam-splitters? Phys. Lett. A 232, 9 (1997).

75

Этот эксперимент был профинансирован Психофизическим фондом Марселя и Моник Одье. Марсель, хотя и имеет степень по физике и является доктором математики, одновременно представляет уже пятое поколение в частном банке своей семьи.

76

Stefanov A., Zbinden H., Gisin N., Suarez A.: Quantum correlation with moving beamsplitters in relativistic configuration, Pramana (Journal of Physics) 53, 1–8 (1999); Gisin N., Scarani V., Tittel W., Zbinden H.: Quantum nonlocality: From EPR-Bell tests towards experiments with moving observers, Annalen der Physik 9, 831–842 (2000).

77

Когда Суарес узнал о нашем результате, он немедленно примчался в Женеву и увидел, что студент организовал эксперимент «с точностью до наоборот»: зеркала двигались навстречу друг другу, а не удалялись друг от друга! И ведь никто из нас этого не заметил – какой позор! Мы исправили схему и повторили эксперимент, но результат остался тем же.

78

Более того, такой серьезный заговор потребовал бы исключительно тонкой настройки, чтобы свободные на вид решения Алисы и Боба коррелировали как раз таким правильным способом, чтобы «выиграть» игру Белла.

79

Laplace, P.-S.: Essai philosophique sur les probabilités, Bachelier (1814).

80

Для некоторых физиков реализм подразумевает детерминизм. Однако мы видели, что нелокальность подразумевает нередуцируемую случайность. Поэтому нам придется найти какую-то концепцию реализма, которая уживается с истинной случайностью.

81

Интересно отметить в этом контексте, что первую публикацию по квантовой криптографии отвергли все физические журналы! По этой причине она появилась лишь в трудах научной конференции, состоявшейся в Индии. Для стороннего наблюдателя это может показаться весьма удивительным, но все физики с большим научным опытом знают, что особенно оригинальную идею опубликовать трудно. Автору приходится преодолевать барьер скептицизма в научном сообществе, который в норме служит необходимым фильтром для идей, которые несовместимы с надежно установленными фактами.

82

Gisin, N.: Non-realism: Deep thought or a soft option?, Foundations of Physics 42, 80–85 (2012).

83

Franson J.D.: Bell’s theorem and delayed determinism, Phys. Rev. D 31, 2529–2532 (1985).

84

Penrose R.: On gravity’s role in quantum state reduction, General Relativity and Gravitation 28, 581–600 (1996); Diosi L.: A universal master equation for the gravitational violation of the quantum mechanics, Phys. Lett. A 120, 377 (1987); Adler S.: Comments on proposed gravitational modifications of Schrödinger dynamics and their experimental implications, J. Phys. A 40, 755–763 (2007).

85

Salart D., Baas A., Van Houwelingen J.A.W., Gisin N., Zbinden H.: Spacelike separation in a Bell test assuming gravitationally induced collapses, Phys. Rev. Lett. 100, 220404 (2008).

86

Конечно, здесь можно сжульничать. Всегда можно добавить нелокальные скрытые переменные к квантовой теории, которая определяет будущее. Эти параметры могут просто быть будущим! Они с необходимостью нелокальны и скрыты от того, что мы видим сегодня. Честно говоря, мне такой подход неинтересен и кажется больше похожим на игру словами, чем на что-либо еще.

87

Последователи идеи мультиверса называют свою теорию локальной, но неясно, в каком смысле она была бы таковой. Когда Алиса наклоняет свой джойстик, ее прибор и все, что находится вокруг нее, должно разделиться на две суперпозиционные ветви, в равной степени реальные; аналогично и у Боба. Когда миры Алисы и Боба встречаются, они запутываются аккурат таким способом, чтобы удовлетворить правилам игры Белла в каждой ветви. Утверждается, что так выглядит динамика, описанная уравнением Шрёдингера, но в действительности есть ли за этим что-либо большее, чем невнятный комментарий к прекрасному уравнению? Разве он является объяснением? Ну и наконец, действительно ли это объяснение является локальным?

88

Для теории, в которой фигурируют как квантовые, так и классические переменные (например, результаты измерений), можно потребовать, чтобы эволюцию квантовых переменных могли направлять классические переменные (экспериментатор должен иметь возможность активировать или использовать иным образом некий потенциал как следствие предыдущих результатов измерений): L. Diósi: Classical-quantum coexistence. A ‘free will’ test, J.Phys.Conf.ser. 361, 012028 (2012); arXiv:1202.2472.

89

Gisin N.: L’épidémie du multivers. In: Le plus grand des hasards. Surprises quantiques, ed. by Dars J.-F., Papillaut A., Belin (2010).

90

Ekert A.: Quantum cryptography based on Bell’s theorem, Phys. Rev. Lett. 67, 661–663 (1991).

91

Weinberg S.: Dreams of a Final Theory: The Scientist’s Search for the Ultimate Laws of Nature, Vintage (1994).

92

Rothen F.: Le monde quantique, si proche et si étrange, Presses polytechniques and universitaires romandes (2012); Gilder, L.: The age of entanglement, Alfred A. Knopf (2008).

93

Méthot A., Scarani V.: An anomaly of non-locality, Quantum Information and Computation 7, 157–170 (2007).

94

Popescu S., Rohrlich D.: Nonlocality as an axiom, Found. Phys. 24, 379 (1994). Юмор этого названия в том, что PR одновременно является стандартным сокращением для public relations – связи с общественностью.

95

www.qutools.com.

96

Cerf N.J., Gisin N., Massar S., Popescu S.: Simulating maximal quantum entanglement without communication, Phys. Rev. Lett. 94, 220403 (2005).

97

Brassard G.: Quantum communication complexity, Foundations of Physics 33, 1593–1616 (2003).

98

Brassard G., Buhrman H., et al.: Limit on nonlocality in any world in which communication complexity is not trivial, Phys. Rev. Lett. 96, 250401 (2006).

99

Svetlichny G.: Distinguishing three-body from two-body nonseparability by a Bell-type inequality, Phys. Rev. D 35, 3066 (1987); Collins D., Gisin N., Popescu S., Roberts D., Scarani V.: Bell-type inequalities to detect true n-body nonseparability, Phys. Rev. Lett. 88, 170405 (2002).

100

Branciard C., Gisin N., Pironio S.: Characterizing the nonlocal correlations created via entanglement swapping, Phys. Rev. Lett. 104, 170401 (2010); Branciard C., Rosset D., Gisin N., Pironio S.: Bilocal versus non-bilocal correlations in entanglement swapping experiments, Phys. Rev. A 85, 032119 (2012).

101

Scarani V., Gisin N., Brunner N., Masanes L., Pino S., Acin A.: Secrecy extraction from no-signalling correlations, Phys. Rev. A 74, 042339 (2006).

102

Приборно-независимая обработка квантовой информации, Device independent quantum information processing www.chistera.eu/projects/diqip.

103

Gisin N.: Impossibility of covariant deterministic nonlocal hidden variable extensions of quantum theory, Phys. Rev. A 83, 020102 (2011).

104

Conway J.H., Kochen S.: The free will theorem, Found. Phys. 36, 1441–1473 (2006).

105

Более точно, переменная не является в силу своей природы ни локальной, ни нелокальной. В данном случае физики говорят, что переменная k нелокальна, поскольку ее использует функция SAB.

106

Colbeck R., Renner R.: No extension of quantum theory can have improved predictive power, Nature Communications 2, 411 (2011); Pusey M.F., Barrett J., Rudolph T.: The quantum state cannot be interpreted statistically, Nature Physics 8, 476–479 (2012).

107

Ответ на него был получен, когда эта книга уже была дописана: T.J. Barnea, J.D. Bancal, Y.C. Liang, and N. Gisin: Tripartite quantum state violating the hidden-influence constraint, Phys. Rev. A 88, 022123 (2013).

108

Bancal J.D., Pironio S., Acin A., Liang Y.C., Scarani V., Gisin N.: Quantum nonlocality based on finite-speed causal influences leads to superluminal signaling, Nature Physics 8, 867 (2012), arXiv:1210.7308.

109

Конечно, ситуация значительно изменилась на протяжении последних двадцати лет. Появление квантовой информации и изменение взглядов в огромном сообществе специалистов по физике твердого тела сделали возможным более широкое использование терминов, которые два десятилетия назад были почти что запретными, таких как «нелокальность», «нелокальные корреляции», «истинная случайность» и «неравенство Белла». Однако остается еще обширное сообщество ученых, работающих в физике высоких энергий, которое отказывается сдаться. Эти физики, кажется, полагают, что только их ветвь науки имеет право работать с фундаментальными вопросами, а остальная часть физики – это просто инженерное дело, хотя и в красивой упаковке. Количество профессиональных физиков в течение XX века существенно выросло, и социология этого сообщества еще не описана.