Quantum entanglement vs clásica analogía

Question

Considerar que tenemos dos bolas, una blanca y una negra, y dos observadores distantes a y B, con los ojos cerrados. Damos el primer balón para el observador y la segunda bola a el observador B. Los observadores no saber el color exacto (estado) de sus bolas, lo único que saben es la probabilidad de tener uno u otro color, hasta que se ven en ellos (medida). Si el observador mira a su bola va a ver a su color, que es blanco, por lo que de inmediato se sabe que el color de la segunda bola. Permite llamar a este "clásico enredo".

Mi pregunta es: ¿Cuál es la diferencia entre este "clásico enredo" y el quantum entanglement, por ejemplo, de dos enredados electrones con espines opuestos a los estados? Puede esta analogía se utiliza para explicar el entrelazamiento cuántico?

Answer 1

Quantum entanglement es diferente del clásico "enredo" de la siguiente manera:

• En tu ejemplo, cada bola tiene sólo una propiedad de interés, a saber, "el color de $\in$ {blanco, negro}".
• En los ejemplos clásicos de quantum entanglement, cada bola (partícula) tiene dos propiedades de interés, a saber, "girar en la dirección x $S_x$" y "girar en dirección a $S_y$". Por otra parte, las propiedades son complementarios, es decir, en realidad no se puede medir de forma simultánea a la precisión arbitraria.
• Aún así, en el enredados estado, cada una de estas propiedades solo se perfectamente (anti-)correlación: Si se realiza una medición de $S_x$ y se obtiene el valor de decir +1, entonces B siempre va a obtener -1 si él también medidas de $S_x$. Similares para -1 y +1 y por la otra vuelta en dirección a $S_y$.

La paradoja, ahora, es la siguiente:

Supongamos que Alice medidas de $S_x$ y obtiene, decir +1. Pero observador Bob medidas de $S_y$, la obtención de, digamos +1. Exhulted, Alice proclama que ella ha logrado medir de dos complementario al mismo tiempo propiedades! Después de todo, su medición le dio la vuelta en dirección x, +1, mientras que Bob medición le permite a la conclusión de que las partículas también ha spin -1 en y de la dirección.

Imagina su sorpresa, entonces, cuando ella intenta confirmar su conclusión mediante la medición de $S_y$ ella misma y la obtención de +1 en el 50% de los casos.

Answer 2

Es algo análogo, pero la analogía falla debido a que el teorema de Bell. Bell utiliza una analogía similar con "Berkleman calcetines", cuando vea un calcetín es de color blanco, y suponiendo que ambos coinciden, aprender el otro es de color blanco al instante.

Pero digamos Berkleman tiene tres pies, y trata de llevar tres calcetines iguales, pero no siempre tienen éxito. Cuando vemos el calcetín en el pie izquierdo, sabemos que el calcetín en el pie medio tiene un 99% de probabilidades de ser coincidentes. Supongamos también que la media del pie es el 99% del tiempo el mismo que el pie derecho.

El uso de estos dos supuestos, se puede concluir que el pie derecho sólo puede ser diferente del pie izquierdo en en más del 2% de los casos. Esto es intuitivo--- el número de casos en los que existe un desajuste entre la izquierda y la media más el número de casos en los que existe un desajuste entre la mitad y la de la derecha es siempre mayor que el número de casos en los que existe un desajuste entre la izquierda y la derecha. Convencerse de esto. Esta es la llamada "Campana de la desigualdad".

Para enredado paticles, las medidas de "arriba" y "abajo" tienen la propiedad de que la cantidad asociada con la media-calcetín puede ser el 99% se correlaciona con la izquierda y el pie derecho, pero el pie izquierdo y el derecho son los valores sólo 96% de correlación. Esto es una violación de la desigualdad de Bell. Esto significa que no es como los calcetines. Si eran como las medias, los calcetines tienen que cambiar de color en respuesta a lo que se ve, nonlocally, más rápido que la velocidad de la luz.

Answer 3

En la física clásica, cuando tenemos un sistema compuesto que consta de dos (o más) de los subsistemas, a continuación, el estado de un sistema viene dado por una combinación de los estados de los subsistemas individuales. El blanco y negro de una pelota de sistema que usted ha mencionado es un ejemplo de que; el estado del sistema compuesto es que una pelota es negro y el otro blanco, que se define únicamente por el hecho de que el estado de un subsistema es que la bola es blanca, y el estado de los otros que la pelota es de color negro.

En la mecánica cuántica, hay casos donde las cosas se comportan como en la física clásica, y los casos en los que no. Cuando tenemos un sistema compuesto de la mecánica cuántica, hay dos opciones para su estado (función de onda):

1. puede ser dada sólo por el conocimiento de los estados de los subsistemas individuales, o
2. puede ser su propia cosa, es decir, un estado que se define para el sistema compuesto, y que no pueden ser descompuestos en los estados de los subsistemas individuales.

La primera opción tiene una contraparte clásica, como su ejemplo, y no tiene nada que ver con quantum entanglement. Un estado cuántico con la propiedad de la opción 1 es llamado un producto del estado en el quantum de física de la literatura.

La segunda opción es lo que se llama una enredada estado, y no tiene contrapartida en la física clásica. Se muestra la idea de enredo claramente: es el fenómeno en donde el estado de un sistema es que no se da por la combinación de algunos de los miembros de los subsistemas individuales que la componen. De hecho, todo lo que puede definir para enredado sistemas es el estado del sistema compuesto, no se puede asignar estados a los subsistemas individuales. Claramente, que nunca puede suceder en la física clásica.

Answer 4

Estoy consternado de que Greg la respuesta sigue siendo upvotes porque creo que está muy lejos del objetivo. Me gustaría señalar primero que quantum entanglement experimentos no se han hecho con los electrones, sino más bien con los fotones. Así que he tomado la libertad de traducir de Bob artículo, palabra por palabra, en el lenguaje de los fotones. Se dice a menudo que el caso de fotones enredados corresponde perfectamente para el caso de los electrones, excepto que todos los ángulos son divididos por 2: en lugar de perfecto anti-correlación a 180 grados, se convierte en perfecto anti-correlación a 90 grados, etc. Espero haber transformado de Greg argumento correctamente; y yo creo que se hace de forma transparente sin sentido cuando se pone en estos términos.

Aquí es cómo va:

"Quantum entanglement es diferente del clásico "enredo" de la siguiente manera: En tu ejemplo, cada bola tiene sólo una propiedad de interés, a saber, "color ∈ {blanco, negro}". En los ejemplos clásicos de quantum entanglement, cada bola (partícula) tiene dos propiedades de interés, es decir, "la capacidad de penetrar un polarizador vertical" y la "capacidad de penetrar en un ángulo de 45 grados de desplazamiento polarizador". Por otra parte, las propiedades son complementarios, es decir, en realidad no se puede medir de forma simultánea a la precisión arbitraria.

"Aún así, en el enredados estado, cada una de estas propiedades solo se perfectamente (anti-)correlación: Si Alice ve una partícula penetrar su polarizador vertical, entonces Bob siempre va a ver una partícula bloqueado. Y del mismo modo, si ambos compensar sus polarizadores de 45 grados.

"La paradoja de que, ahora, es la siguiente: Supongamos que Alice medidas ve una partícula ir a través de su vertical polarizador. Pero observador Bob compensaciones su polarizador de 45 grados y también se ve una partícula ir a través de. Exhulted, Alice proclama que ella ha logrado medir de dos complementario al mismo tiempo propiedades! Después de todo, su medición le mostró la partícula tenía la capacidad de ir a través de un polarizador vertical, mientras que de acuerdo a Bob de la medición de su partícula debe con certeza de ser bloqueado por un 45 grados de desplazamiento polarizador.

"Imaginen su sorpresa, entonces, cuando ella intenta confirmar su conclusión por poner un desplazamiento polarizador en serie con ella vertical polarizador y el hallazgo de que la partícula que conseguí a través del primer polarizador todavía consigue a través del segundo polarizador cincuenta por ciento del tiempo, incluso cuando Bob se detecta de forma simultánea de una partícula a penetrar su desplazamiento polarizador."

Espero no haber hecho Greg respuesta alguna injusticia, pero creo que esto es lo que se lleva. (También debo mencionar que estoy totalmente en desacuerdo con la premisa de partida con bolas de colores como el clásico "hombre de paja". Pero esa es otra cuestión.)

Answer 5

No, quantum entanglement no es de ninguna manera análoga a su clásico "enredo", o en más de un término técnico, local ocultos en la teoría de variable.

Para explicar esto, cierto nivel de la mecánica cuántica y de la matemática deben estar involucrados, pero en pocas palabras, la teoría ha sido definitivamente invalidado por medio de experimentos.