Me he enseñado que mide el spin de una partícula enredada provoca que se convierta en unentangled, pero no cómo ni por qué, así que me gustaría sabe qué proceso ocurre.
¿Se conoce la causa? Si es así, explique por qué observación hace que las partículas se unentangled. ¡Gracias!
"Enredo" es un término que describe económicamente la mecánica cuántica estado de un sistema de partículas. Es una forma abreviada de decir : estas partículas son descritos por la solución de la ecuación de Schrödinger, con una función de onda que se puede predecir la probabilidad de encontrar a las partículas individuales en un (x,y,z) de cada una de ellas con números cuánticos". La conserva de números cuánticos acompañar a las partículas después de que el estado interactúa, y cualquier medición es una interacción.
Una medición es un instante en la acumulación de la función de probabilidad, de forma experimental la comprobación de la teoría. Muchas de las medidas se dan a la plaza de la función de onda para este sistema de partículas, lo que significa que debe preparar un conjunto de la misma condición de partículas.
Cuando uno mide la mecánica cuántica condición de una partícula , el original de la función de onda no es válida, la partícula se encuentra ahora en una nueva mecánica cuántica estado, ya no se enreda en una función de onda coherente con los demás, como las condiciones de frontera son modificados por la medición de esta partícula.
Números cuánticos que se conservan permiten conocer cuáles son los posibles colectiva de los números cuánticos de las partículas restantes por los valores llevado por la partícula medido.
Usted probablemente ha puesto demasiado en su cabeza, para que el significado de la palabra "enredado." Déjame arreglar eso:
Dos sistemas están enredados en la mecánica cuántica, si los resultados de los experimentos separados en los dos sistemas de visualización extraño correlaciones cuando traerlos de vuelta juntos y comparar entre ellos.
Observe que no todas las correlaciones pueden necesariamente ser realizado por QM. Que ver mucho en esto cuando usted está buscando en la Campana de la desigualdad de las infracciones: a menudo el "máximo" infracción de lo permitido por QM en alguna situación no es la más grande que se puede imaginar si pudiera 100% de jugar a ser Dios con la medición de los resultados.
Observe también que hay no-extraño correlaciones: por ejemplo, yo tengo una bola, la dejo por un tubo, se golpea con un divisor y se adentra en uno u otro opacos sellados cuadro sin mi saber que uno es. Ahora los experimentos como "no me escucha un traqueteo cuando me agita la caja?" están correlacionadas: si escucho un sonajero en este cuadro, yo no la oye en ese cuadro. Podríamos hablar de enredo aquí, pero es un "clásico" de enredos.
Para dar un ejemplo de un "extraño" de la correlación a menudo me gusta dar un ejemplo de una 3-juego de jugador que yo llamo Traición. La idea es que hay 3 jugadores en un equipo que perdura de un millón de "rondas" de los experimentos. En cada ronda, separamos las 3 en habitaciones aisladas, flash de un comando en una pantalla, y que tienen un par de segundos para golpear un botón marcado con un 1 o un botón con la etiqueta 0. Si lo hacen "lo correcto" como un equipo en todos los millones de rondas, todos ellos ponen mil millones de dólares: lo que todos estamos trabajando juntos como un equipo. El truco es que a veces tratamos de forzar a una persona, que vamos a llamar a un "traidor", para trabajar en propósitos cruzados a los otros dos. Así que hay dos tipos de rondas. En el control de rondas de simplemente darles todo el comando, "hacer la suma de tu equipo elegido los números aún", y todos ellos gana la ronda si, cuando tomamos las tres 1 o 0 que la prensa y la suma de ellos juntos, el resultado de esto es aún. En la prueba de rondas elegimos un traidor al azar y se les dará el mismo comando como antes, hacer la suma incluso, pero nos dan las otras dos personas el comando opuesto: "este es un traidor de la ronda, se hace la suma de tu equipo elegido los números impares." El equipo pasa a la ronda sólo si la suma de los 3 números que golpear es impar.
Usted puede probar con la clásica variables aleatorias que no hay 100% de la solución a este rompecabezas. (Básicamente, usted consigue $X_o + Y_o + Z_e \equiv X_o + Y_e + Z_o \equiv X_e + Y_o + Z_o \equiv 1 ~~\text{(mod 2)}$, la suma de esas tres ecuaciones para obtener $$X_e + Y_e + Z_e + 2 (X_o + Y_o + Z_o) \equiv X_e + Y_e + Z_e \equiv 3 \equiv 1 ~~\text{(mod 2)},$$which contradicts the requirement that $X_e + Y_e + Z_e \equiv 0~~\text{(mod 2)}.$ So it does not matter what joint probability distribution you choose among these six random variables or how they correlate: classical probability cannot simultaneously give you all of these equivalences. Essentially the problem is that in classical probability we could ask a player $X$ for both answers $X_o, X_e$ y que nos podía proporcionar ambos valores; "no importa" para una distribución de probabilidad conjunta de que no se lo pedimos para el otro.
También puede probar fácilmente que con la mecánica cuántica que hay un 100% de la solución con tres qubits en un GHZ estado. Deje que el Hadamard se $|+\rangle = |0\rangle + |1\rangle$$|-\rangle = |0\rangle - |1\rangle$, luego tenemos a $$|+++\rangle = |000\rangle + |001\rangle + |010\rangle + |011\rangle + |100\rangle + |101\rangle + |110\rangle + |111\rangle$$ $$|---\rangle = |000\rangle - |001\rangle - |010\rangle + |011\rangle - |100\rangle + |101\rangle + |110\rangle - |111\rangle$$so that conveniently in the computational basis,$$|+++\rangle + |---\rangle = |000\rangle + |011\rangle + |101\rangle + |110\rangle$$ $$|+++\rangle - |---\rangle = |001\rangle + |010\rangle + |100\rangle + |111\rangle$$In other words, you all start off with the Hadamard-GHZ state $|+++\rangle + |---\rangle$ and anyone who is asked to make the sum odd simply performs a controlled-phase rotation in the Hadamard-basis: the unitary transform such that $|+\rangle\rightarrow|+\rangle, ~~ |-\rangle \rightarrow i |-\rangle$. If two people do this to their qubits in isolation, we flip from a state where all of the measurements have an even number of 1's to the state $|+++\rangle + i^2 |---\rangle = |+++\rangle - |---\rangle$, donde todas las mediciones tienen un número impar de 1's.
Hay un tipo de error en la pregunta: una medida no destruir el enredo, se revela . Usted no se llega a ver el enredo a menos que la medida de un montón de cosas y traer las mediciones juntos después.
Pero la medición de la mal la cosa puede destruir el enredo, seguro. Y eso es para un familiar de la razón: en QM, una vez que la medida X, a menudo no se puede medir Y de la misma manera después. Medir una tirada de arriba-abajo, verá que es; a continuación, medir la izquierda-a la derecha, verá que es la izquierda; ahora medir de arriba hacia abajo de nuevo: sorprendentemente, a veces es ahora.
Del mismo modo, si uno de nuestros esperanza de los candidatos en los 3 miembros del equipo accidentalmente medidas en el Hadamard en lugar de los computacional uno, y encontrar su qubit es en el estado $|+\rangle$, todos ellos han perdido la capacidad para realizar las mediciones que muestran enredo: el sistema resultante se acaba de ver como un unentangled $|+++\rangle$ sistema a todos los otros experimentos. Una forma de esta frase es que el enredo fue destruido, pero en realidad lo que sucedió fue que se realizó una medición que hizo imposible para mediciones posteriores para revelar los enredos en el sistema.
Para dar un gran ejemplo de cómo esto puede jugar, vamos a considerar un poco diferente experimento: el borrador cuántico. Esto se describe generalmente en términos de una doble rendija experimento en el que los estados $|0\rangle$ $|1\rangle$ son evolucionado en curvas que se superponen en nuestros detectores, pero el estado $|+\rangle$ es convertido en un "patrón de interferencia". El tratamiento completo de lo que el patrón de los detectores se ve como requiere "matrices de estado" y "trazar qubits" para entender realmente.
Descripción rápida: comenzamos en el estado $|00+\rangle$, se mide que el tercer qubit en el Hadamard base, descubrimos $+$, que es un "patrón de interferencia", y somos felices. Detalles reales: el operador asociado con esta medida se $$1 \otimes 1 \otimes |+\rangle\langle+| = |00+\rangle\langle00+| + |01+\rangle\langle01+| + |10+\rangle\langle10+| + |11+\rangle\langle11+|,$$and when we measure that (with appropriate factors of $\sqrt{1/2}$ inserted) we find an expected value of 1, which means that it's in the state $|+\rangle$.
Ahora podemos medir "el camino que va?" mediante la realización de una CNO (quantum controlada-no, gate) de qubit 3 a 2. Esto nos lleva a que el estado $|000\rangle + |011\rangle$. Resulta que el operador anteriormente espera sólo un valor de $1/2$ en este estado. En última instancia, esto significa "no hay patrón de interferencia". Hemos medido "de qué manera" el fotón fue a través de las rendijas 0 y 1, y así perdemos el glorioso patrón de interferencia debido a que va a través de ambos con un quantum de la mezcla $|+\rangle$ de 0 y 1.
Pero ahora supongamos que el primero de dos qubits no eran de partida en el estado $|00\rangle$, pero el estado de $|00\rangle + |11\rangle$. A continuación, el primer experimento no se ve afectada debido a la falta de enredo, pero la CNO ahora nos pone en el estado: $$|000\rangle + |011\rangle + |110\rangle + |101\rangle = |+++\rangle + |---\rangle$$. Now we can again calculate the expectation value of the above operator and we see $1/2$: no hay patrón de interferencia.
Pero: ahora hay una medida que puede hacer en un remoto qubit que "borra" la que de información: mida el primer qubit en el Hadamard para encontrar una explícita $|+\rangle$ o $|-\rangle$, y, a continuación, usted debe ver un patrón de interferencia cuando se mira a la pantalla. Interesante, ¿no?
La respuesta es simple: la medición de las causas de la ola-funciones de colapso.
Se puede decir que una de las propiedades fundamentales que hace que la mecánica Cuántica es tan extraño es la idea de superposición, que es la propiedad de que si usted tiene dos físicamente descripciones válidas de un estado, entonces es físicamente igual de válido para que un sistema sea en cualquier combinación lineal de ambos estados al mismo tiempo (creo que el gato de Schrödinger).
El enredo es sólo un ejemplo particular de una superposición de estados. Por ejemplo, usted puede describir el giro de dos partículas de ambos o ambos están abajo. El entrelazamiento es un estado en el que están en una superposición de ambos giros de ser y ambos giros hacia abajo al mismo tiempo.
Ahora bien, si usted hace una medición de los efectos de una o ambas de las partículas, entonces esto va a causar que su superposición a un colapso en el ser , ya sea hacia arriba o hacia abajo en ambos destruyendo así el especial estado de superposición que es el enredados estado.
Primero voy a describir lo que sucede cuando usted medir el giro de sólo una partícula. Decir que la instalación de algunos imanes para crear una región de no homogeneidad del campo, de modo que cuando un giro de la partícula cabezas hacia la región termina por desviar a la derecha. Y un giro hacia abajo jefes adelante termina desviado a la izquierda. Luego, si tienes una superposición de arriba y abajo como $\alpha|+\rangle = \beta |-\rangle$ la función de onda se convierte en un capital Y donde la fracción del cuadrado de la norma título de la derecha o de la izquierda es $|\alpha|^2/(|\alpha|^2+|\beta|^2)$ $|\beta|^2/(|\alpha|^2+|\beta|^2)$ respectivamente.
Así el haz entra y se bifurca en dos haces. Si la pista de la llamada probabilidad actual, que en realidad horquillas igual que a la letra Y. se describe esta algebraicamente por escrito espacial ($F$, $R$, $L$) y spin ($+, -$) grados de libertad como $|+\rangle\otimes+F\rangle\mapsto|+\rangle\otimes |R\rangle$ $|-\rangle\otimes|F\rangle\mapsto|-\rangle\otimes|L\rangle$ por lo tanto $(\alpha|+\rangle+\beta|-\rangle)\otimes|F\rangle\mapsto\alpha|+\rangle\otimes |R\rangle+\beta|-\rangle\otimes |L\rangle.$
Ahora podemos escribir la misma cosa para el enredados par. Comienza con un giro como $|+\rangle_1|-\rangle_2-|-\rangle_1|+\rangle_2$ y cada partícula realmente ha espacial grados de libertad demasiado así que vamos a suponer que la partícula 1 se está moviendo en la dirección de avance, entonces tenemos $$|+\rangle_1|F\rangle_1|-\rangle_2-|-\rangle_1|F\rangle_1|+\rangle_2$$ which (if we do the measurement) evolves to $$|+\rangle_1|R\rangle_1|-\rangle_2-|-\rangle_1|L\rangle_1|+\rangle_2$$ and by placing detectors along the path of the left deflected beam and the right deflected beam we can make it so that $|+\rangle_1|R\rangle_1|-\rangle_2$ and $|-\rangle_1|L\rangle_1|+\rangle_2$ cada acto como lo son la única cosa en el mundo, cada uno actúa como si el otro no existe. Usted puede hacer esto a través de la izquierda y la derecha desviado vigas de interactuar (directa o indirectamente) con tantas partículas que es demasiado duro para conseguir la evolución de las vigas para interactuar (que requiere que afectan a los llamados de la probabilidad actual de la otra, que no van a hacer si no se superpongan nunca más).
Así que ahora actúan como usted se $|+\rangle_1|R\rangle_1|-\rangle_2$ o de actuar como usted se $|-\rangle_1|L\rangle_1|+\rangle_2$ y cada una de ellas es no enredarse estado. Y, en particular, usted puede ahora precede la gira de uno de ellos y por lo tanto cambiar su correlación con el otro. Si usted trató de hacer que antes de la medida que no habría ningún cambio en la correlación.
En un sentido de partículas uno evoluciona a tener su spin enredarse con sus espacial de los grados de libertad en lugar de estar enredado con otra partícula de espín, y luego espaciales de los grados de libertad se pueden enredar con un entorno más amplio, por el movimiento de von Neumann de la cadena.
A ver el de von Neumann de la cadena de imaginar que además de la original $|F\rangle_1$ de avance espacial de los grados de libertad que había a la izquierda del detector en el $|S\rangle_L$ "set" y un derecho detector en el estado $|S\rangle_R$ "set" y que pueden cambiar a los estados $|A\rangle_L$ $|A\rangle_R$ "activado" para que
$$|S\rangle_L|S\rangle_R|+\rangle_1|F\rangle_1|-\rangle_2-|S\rangle_L|S\rangle_R|-\rangle_1|F\rangle_1|+\rangle_2$$
evoluciona a $$|S\rangle_L|S\rangle_R|+\rangle_1|R\rangle_1|-\rangle_2-|S\rangle_L|S\rangle_R|-\rangle_1|L\rangle_1|+\rangle_2$$ lo que sí evoluciona a $$|S\rangle_L|A\rangle_R|+\rangle_1|R\rangle_1|-\rangle_2-|A\rangle_L|S\rangle_R|-\rangle_1|L\rangle_1|+\rangle_2$$ y como esta cascada hasta invovle muchas más partículas, la capacidad para llegar a la superposición de nuevo y eficaz de la probaiblity actual de cada uno de los otros es ignorado.
Esto es cuando se está bien actuar como si no hay más enredo, también es cuando usted decide fingir una medición de los resultados ha producido, ya que es consistente para el tratamiento de cada uno de los resultados como es propio mundo.
Yo quería que parece claro, pero no es más que la limpieza de la notación sugiere. Por ejemplo, que el original estado singlete podría haber sido escrito en muchas bases, no sólo el$\pm$, por lo que fue realmente un igual (y enredados) de la mezcla de todos los posibles spin, no sólo una mezcla a partes iguales de la $\pm$ base que nos ocurre a elegir más tarde a medida.
Eso es realmente donde todo lo interesante sucede. Cuando estaban enredados podría tener mide con un dispositivo que desvía $|+\rangle+i|-\rangle$ arriba (U) y se desvía $|+\rangle-i|-\rangle$ hacia abajo (D),$ por lo que el enredados estado tiene la capacidad de dividirse en dos ramas para todo tipo de diferentes detectores y dispositivos de medición.
Y de vuelta antes de que se mide no se podía cambiar el giro de uno en un camino que cambió la proporción de los que más tarde ramas o las correlaciones de los resultados en cada uno de los que más tarde dos ramas. Y eso es lo que el enredo significaba. Ahora que las ramas actuar por su cuenta, es posible cambiar la polaridad de las partículas de uno y de dos partículas de la misma rama. Que es lo que realmente significa que no se enreda más.
Supongamos que el sistema de $S_1$ se enreda con sistema de $S_2$. Una observación es sólo el acoplamiento de la medida del sistema a otro sistema que le permite realizar los registros de los resultados experimentales. Todo lo que sucede después de eso puede explicar por unitario de la evolución de la articulación del sistema del instrumento de medición, la medición de sistema y el medio ambiente, consulte:
http://arxiv.org/abs/1212.3245.
Ahora, sobre este tema en particular. Si mide el $S_2$ con aparato de medición $M$ que está en contacto con el medio ambiente $E$, $S_1$ es ahora enredado con el sistema de articulación de $S_2ME$. El sistema de $S_2$ es relativamente fácil de manipular y medir en los sistemas establecidos para la prueba de enredos. Usted puede hacer pruebas para enredo en fotones polarisations por la rotación de la polarización de uno o de ambos de los fotones o medición de los mismos con una determinada polarización del filtro. Pero si el sistema con el cual $S_1$ se enreda incluir algún instrumento de medición y el medio ambiente, usted no será capaz de manipular fácilmente, ni se sabe qué observable a medida para la prueba de los enredos. Ver
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