Жасылбергер-Хорн-Зейлингер эксперименті: Кванттық механика мен жасырын айнымалылар теориясының салыстыруы
GHZ experiment
Жасылбергер-Хорн-Зейлингер эксперименті: кванттық механика мен жасырын айнымалы теория арасындағы қақтығыстарды зерттейді. 3+ бөлшекті пайдаланады, нәтижелері кванттық теорияны қолдайды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Гринбергер-Хорн-Зейлингер эксперименті немесе GHZ эксперименттері – физикалық эксперименттер класы, олар жергілікті жасырын айнымалылар теориясы мен кванттық механикалық теориядан өте күрт қарама-қайшы болжамдар тудыруға және оларды нақты эксперименттік нәтижелермен тікелей салыстыруға мүмкіндік береді. GHZ эксперименті Белл теңсіздігін тексеруге ұқсас, бірақ екі емес, үш немесе одан да көп байланысқан бөлшектерді пайдаланады. GHZ эксперименттерінің белгілі бір параметрлерімен жергілікті жасырын айнымалылар теориясының және кванттық механиканың болжамдары арасындағы толыққанды қайшылықтарды көрсетуге болады, ал Белл теңсіздігінің сынақтары тек статистикалық сипаттағы қайшылықтарды көрсетеді. Нақты GHZ эксперименттерінің нәтижелері кванттық механиканың болжамдарымен сәйкес келеді. GHZ эксперименттері Дэниел М. Гринбергер, Майкл А. Хорн және Антон Зелингердің (GHZ) құрметіне аталған, олар алғашқыда төрт бақылаушыға қатысты белгілі бір өлшемдерді талдады, кейіннен (Абнер Шимонимен (GHSZ) бірге, Дэвид Мерминнің ұсынысы бойынша) өз аргументтерін үш бақылаушыға қатысты белгілі бір өлшемдерге қолданды.
The Greenberger–Horne–Zeilinger experiment or GHZ experiments are a class of physics experiments that may be used to generate starkly contrasting predictions from local hidden variable theory and quantum mechanical theory, and permit immediate comparison with actual experimental results. A GHZ experiment is similar to a test of Bell's inequality, except using three or more entangled particles, rather than two. With specific settings of GHZ experiments, it is possible to demonstrate absolute contradictions between the predictions of local hidden variable theory and those of quantum mechanics, whereas tests of Bell's inequality only demonstrate contradictions of a statistical nature. The results of actual GHZ experiments agree with the predictions of quantum mechanics. The GHZ experiments are named for Daniel M. Greenberger, Michael A. Horne, and Anton Zeilinger (GHZ) who first analyzed certain measurements involving four observers and who subsequently (together with Abner Shimony (GHSZ), upon a suggestion by David Mermin) applied their arguments to certain measurements involving three observers.
Теңсіздікті тексеру
Теңсіздікті жаңадан шығарғаннан кейін, GHSZ бір болжам жасауы керек, ол – "әділ іріктеу" болжамы. Нақты детекторлардың тиімсіздігіне байланысты, эксперименттің кейбір сынақтарында үштік бөлшектердің тек біреуі немесе екеуі ғана анықталады. Әділ іріктеу, осы тиімсіздіктердің жасырын айнымалылармен байланысы жоқ деп есептейді; яғни, эксперименттің кез келген жүрісінде нақты анықталған үштіктердің саны, аппаратта тиімсіздік болмаған жағдайда анықталатын үштіктер санына пропорционал болады – аппарат параметрлерінің барлық мүмкін жағдайлары үшін бірдей пропорционалдық константасымен. Осы болжаммен, p(Λ1) аппаратура параметрлерін a2, b2 және c2 деп таңдап, нәтижесі -1 болатын үштіктер санын санап, осы параметрлерде байқалған үштіктердің жалпы санына бөлу арқылы анықтауға болады. Басқа ықтималдықтар да осыған ұқсас тәсілмен анықталады, бұл теңсіздікті тікелей эксперименттік жолмен тексеруге мүмкіндік береді. GHSZ сондай-ақ, детектордың тиімділігі кем дегенде 90,8% болса, әділ іріктеу болжамынан бас тартуға болатынын көрсетеді.
To test the inequality just derived, GHSZ need to make one more assumption, the "fair sampling" assumption. Because of inefficiencies in real detectors, in some trials of the experiment only one or two particles of the triple will be detected. Fair sampling assumes that these inefficiencies are unrelated to the hidden variables; in other words, the number of triples actually detected in any run of the experiment is proportional to the number that would have been detected if the apparatus had no inefficiencies – with the same constant of proportionality for all possible settings of the apparatus. With this assumption, p(Λ1) can be determined by choosing the apparatus settings a2, b2, and c2, counting the number of triples for which the outcome is −1, and dividing by the total number of triples observed at that setting. The other probabilities can be determined in a similar manner, using , allowing a direct experimental test of the inequality. GHSZ also show that the fair sampling assumption can be dispensed with if the detector efficiencies are at least 90.8%.