Квантовые измерения без взаимодействия и контрфактическая коммуникация
Interaction-free measurement
Квантовые измерения без взаимодействия: принцип, примеры (Renninger, Elitzur-Vaidman). Контрфактическая квантовая вычислительная техника и эксперименты.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
В физике, измерение без взаимодействия – это тип измерения в квантовой механике, который позволяет определить положение, наличие или состояние объекта без какого-либо взаимодействия между ним и измерительным прибором. Примеры включают эксперимент Реннингера с отрицательным результатом, задачу тестирования бомбы Элитцура — Вайдмана и некоторые оптические системы с двойной резонаторной полостью, такие как парадокс Харди. В квантовых вычислениях такие измерения называют контрфактическими квантовыми вычислениями, концепцию, предложенную физиками Грэмом Митчинсоном и Ричардом Джозсой. Примером является контрфактивная зеркальная матрица Кита Боудена, описывающая цифровой компьютер, который можно контрфактически опросить, чтобы вычислить, пройдет ли световой луч через лабиринт. Изначально предложенные как мысленные эксперименты, измерения без взаимодействия были экспериментально продемонстрированы в различных конфигурациях. Также предлагается использовать измерения без взаимодействия для снижения повреждения образцов в электронной микроскопии.
In physics, interaction free measurement is a type of measurement in quantum mechanics that detects the position, presence, or state of an object without an interaction occurring between it and the measuring device. Examples include the Renninger negative result experiment, the Elitzur–Vaidman bomb testing problem, and certain double cavity optical systems, such as Hardy's paradox. In Quantum Computation such measurements are referred to as Counterfactual Quantum Computation, an idea introduced by physicists Graeme Mitchinson and Richard Jozsa. Examples include Keith Bowden's Counterfactual Mirror Array describing a digital computer that could be counterfactually interrogated to calculate whether a light beam would fail to pass through a maze. Initially proposed as thought experiments, interaction free measurements have been experimentally demonstrated in various configurations. Interaction free measurements have also been proposed as a way to reduce sample damage in electron microscopy.
Контрфактическая квантовая коммуникация
В 2012 году была предложена и продемонстрирована идея контрфактической квантовой связи. Первое достижение было сообщено в 2017 году. Согласно современным представлениям о контрфактической квантовой связи, информация может быть передана без физической передачи каких-либо частиц, материи или энергии между сторонами, без квантовой телепортации и без того, чтобы информация представляла собой отсутствие сигнала. В 2020 году исследования показали, что это основано на некоторой связи между свойствами модульного углового момента и бесмассовым потоком модульного углового момента, проходящим через "канал передачи", при этом объяснение их интерпретации не опирается на концепцию "мгновенного действия на расстоянии", а связано со свойствами частицы, способной "локально перемещаться в областях, куда сама частица не может проникнуть".
In 2012 the idea of counterfactual quantum communication has been proposed and demonstrated. Its first achievement was reported in 2017. According to contemporary conceptions of counterfactual quantum communication, information can thereby be exchanged without any physical particle / matter / energy being transferred between the parties, without quantum teleportation and without the information being the absence of a signal. In 2020 research suggested that this is based on some form of relation between the properties of modular angular momentum with massless current of modular angular momentum current crossing the "transmission channel" with their interpretation's explanation not being based on "spooky action at a distance" but properties of a particle being able to "travel locally through regions from which the particle itself is excluded".