Кіріспе
Кванттық механикада кванттық корреляция – баламалы нәтижелердің көбейтіндісінің күтілетін мәні. Басқаша айтқанда, бұл бір кванттық жүйе өзара әрекеттесу орнынан өткен кезде физикалық сипаттамалардың күтілетін өзгеруі. Джон Беллдің 1964 жылғы Белл сынағын шабыттандырған мақаласында А және В нәтижелерінің әрқайсысы тек екі мәннің біреуін ғана қабылдай алады деп есептелді: 1 немесе +1. Осыған сәйкес, көбейтінді де тек 1 немесе +1 болуы мүмкін, сондықтан көбейтіндінің орташа мәні мысалы, N++ – эксперименттің екі жағында +1 нәтижесінің бір мезгілде ("қосылыстар") пайда болуының саны. Дегенмен, нақты эксперименттерде детекторлар жетілмейді және көптеген нөлдік нәтижелер береді. Корреляцияны кездейсоқтықтардың қосындысын пайдалану арқылы бағалауға болады, себебі нөлдер орташа мәнге үлес қоспайды, бірақ практикада Ntotal-ға бөлудің орнына, байқалған кездейсоқтықтардың жалпы санына бөлу қалыпты жағдай. Бұл әдістің дұрыстығы байқалған кездейсоқтықтардың шығарылған жұптардың әділ үлгісін құрайды деген болжамға негізделген. Беллдің мақаласындағыдай жергілікті реализмнің болжамдарына сәйкес, есептелген кванттық корреляция жеткілікті мөлшердегі тәжірибелерден кейін a және b – детектор параметрлері, ал λ – ρ(λ) үлестірімінен алынған жасырын айнымалыға қарай жинақталады. Кванттық корреляция – CHSH теңсіздігінің және басқа Белл теңсіздіктерінің маңызды статистикалық көрсеткіші, кванттық механика мен жергілікті реализм немесе жергілікті жасырын айнымалылар теориясы арасындағы тәжірибелік айырманы анықтауға мүмкіндік беретін сынақтар.
where, for example, N++ is the number of simultaneous instances ("coincidences") of the outcome +1 on both sides of the experiment. However, in actual experiments, detectors are not perfect and produce many null outcomes. The correlation can still be estimated using the sum of coincidences, since clearly zeros do not contribute to the average, but in practice, instead of dividing by Ntotal, it is customary to divide by
the total number of observed coincidences. The legitimacy of this method relies on the assumption that the observed coincidences constitute a fair sample of the emitted pairs. Following local realist assumptions as in Bell's paper, the estimated quantum correlation converges after a sufficient number of trials to
where a and b are detector settings and λ is the hidden variable, drawn from a distribution ρ(λ). The quantum correlation is the key statistic in the CHSH inequality and some of the other Bell inequalities, tests that open the way for experimental discrimination between quantum mechanics and local realism or local hidden variable theory.
Беллдің сыртқы сынақ эксперименттері
Кванттық корреляциялар түрлі құбылыстарға, оның ішінде уақыт бойынша бөлінген бөлшектердің интерференциясына әкеледі.