¿Cómo encontrar modelos de juguetes ópticos de sistemas mecánicos cuánticos entrelazados?

Recientemente leí las conferencias de Arnold Neumaier sobre el descubrimiento de aspectos clásicos de la mecánica cuántica:

En "8. Simulación de la mecánica cuántica", se presenta un modelo óptico basado en la teoría de la coherencia de segundo orden de las ecuaciones de Maxwell. Aunque puedo entender este modelo más o menos, preferiría modelos de juguetes ópticos más simples para empezar. Tener condiciones de contorno explícitas sería bueno, y una restricción a la luz (cuasi) monocromática podría facilitar la comprensión intuitiva de dicho sistema.

Por ejemplo, supongo que una superposición compleja de ondas planas monocromáticas polarizadas que viajan hacia arriba o hacia abajo en la dirección z podría usarse para crear un modelo óptico fiel de un sistema cuántico de 2 qubits. (Las condiciones de contorno periódicas utilizadas aquí no pueden reproducirse realmente en un experimento físico real, pero eso no me preocupa en este momento). El primer qubit sería el grado complejo en el que la onda plana viaja hacia arriba o hacia abajo, y el El segundo qubit sería el grado complejo en el que la onda plana está polarizada en x o en y. Pero, ¿qué medidas están permitidas en un modelo de juguete de este tipo? Por supuesto, la intensidad media puede medirse, pero, ¿se puede medir también el vector de Poynting promedio? ¿Están permitidas las medidas destructivas, como poner un filtro de polarización en el sistema? ¿Hay alguna forma de agregar un elemento estocástico (regla de Born) al proceso de medición en dicho modelo óptico?

Por supuesto, debería ser capaz de resolver la mayoría de estas preguntas por mí mismo, pero me pregunto si personas como Arnold Neumaier no han resuelto ya modelos de juguetes ópticos tan simples y han puesto los detalles en línea en algún lugar...

esto no se ha hecho todavía, excepto tal vez en un artículo de neumaier, un experimento simple de variable oculta . se cree que es imposible (p. ej., debido a la no ubicación de la campana), pero probablemente sea una comprensión/interpretación incorrecta de "barrera/no-ir" debido a un malentendido de QM de casi un siglo que se originó con la interpretación de Bohr/Copenhague. ¿También te parecen bien los modelos de sonido? tener algunas ideas sobre esto y buscar expertos en matemáticas/física para desarrollarlas, por ejemplo, en Physics Chat
@vzn De hecho, ese artículo de Arnold Neumaier parece responder a mi pregunta. Tampoco tengo problemas con los modelos de sonido (acústicos), ¿por qué debería hacerlo?
@vzn Mientras esté convencido de que los modelos de Arnold Neumaier (o sus ideas) son física revolucionaria no convencional (que no lo son, son tanto convencionales como no revolucionarias), preferiría no discutir con usted sobre ellos en physics.se (ni siquiera chatear). La comunidad aquí se opone a la física no convencional, oa lo que perciben como física no convencional. Y si sigues afirmando que es revolucionario, ¿cómo podrían no percibirlo como "no convencional"?
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Recién vi esta publicación ahora... Nunca llegué a la tercera lección. Pero escribí un relato de la visión clásica del qubit de Stokes de 1852 en physicsforums.com/insights/a-classical-view-of-the-qubit . Esto contiene en la parte superior un enlace a mucho más sobre la interpretación térmica.

Respuestas (2)

Pero, ¿qué medidas están permitidas en un modelo de juguete de este tipo?

La suposición básica debería ser que las oscilaciones en el tiempo son tan rápidas que solo se pueden medir los promedios en el tiempo. Debido a que la velocidad de la luz es tan grande, se debe permitir medir en diferentes posiciones en el espacio.

pero, ¿se puede medir también el vector de Poynting promedio?

¿Por qué no? Puede ser difícil describir un dispositivo de medición no destructivo para ello, pero en principio debería ser medible.

¿Están permitidas las medidas destructivas, como poner un filtro de polarización en el sistema?

Definitivamente. Si la polarización solo se puede medir destructivamente es otra cuestión.

¿Hay alguna forma de agregar un elemento estocástico (regla de Born) al proceso de medición en dicho modelo óptico?

Parece que no hay una forma natural de hacerlo, pero tal vez esto sea algo bueno. Muestra que hay sistemas que satisfacen todos los axiomas y supuestos del formalismo de la mecánica cuántica, sin satisfacer también la (versión estocástica de la) regla de Born. Similar a la situación del postulado de las paralelas en la geometría euclidiana, esto muestra que la regla de Born no puede derivarse de los otros axiomas y suposiciones únicamente.

Una de las razones de esta respuesta es que el elemento estocástico que falta en realidad podría ser algo bueno. La otra razón es que la "restricción a la luz (cuasi) monocromática" de la pregunta es esencialmente equivalente a exigir que todos los estados cuánticos tengan el mismo nivel de energía. Una motivación para mirar modelos de juguetes ópticos fue enredarse en un modelo fácilmente comprensible. Debido a que mis libros de texto tratan el entrelazamiento y la computación cuántica en un entorno estático sin considerar los niveles de energía, era natural que la luz (cuasi) monocromática me pareciera preferible. Pero debido a que los niveles de energía determinan la evolución temporal de las fases, podrían ser una limitación importante para la computación cuántica en la práctica, si fuera imposible evitar por completo los múltiples niveles de energía.

La luz ES el modelo de juguete de la mecánica cuántica. Tal vez el experimento de mecánica cuántica técnicamente más simple que conozco es el experimento de doble rendija con luz y es extremadamente simple de replicar, incluso con medios domésticos (podemos hablar sobre posibles configuraciones experimentales en una pregunta independiente).

En cuanto a la perspectiva muy sesgada del Dr. Neumaier sobre la física... Sugeriría que debería pensar MUY CUIDADOSAMENTE sobre la razón por la que la llamamos mecánica CUÁNTICA y no mecánica de PARTÍCULAS. Después de leer parte de estos folletos, tengo la sensación definitiva de que no es una buena fuente para una introducción a QM. Esos guiones están enormemente confusos acerca de la física y, sinceramente, creo que están llenos de errores técnicos y malas interpretaciones. En efecto, creo que está luchando con los demonios de su incomprensión de la física más en esos documentos de lo que está "enseñando".

Estas conferencias definitivamente no son "introducciones", pero esto no significa que sean enormemente confusas. Usan herramientas y lenguaje técnico avanzado sin siquiera tratar de presentarlas adecuadamente. En cuanto a las herramientas con las que estoy familiarizado, puedo afirmar que las conferencias las aplicaron correctamente. Las herramientas avanzadas que utiliza son la razón por la que preferiría modelos más simples... Con respecto a las perspectivas del Prof. Dr. Arnold Neumaier, pueden parecer sesgadas desde una perspectiva física, pero su contenido matemático es lo suficientemente bueno para todos los propósitos prácticos...
@ThomasKimpel: No entraré en una discusión contigo sobre esto. Dije mi pieza. Puede preguntar a otros físicos sobre la evidente confusión de un matemático (?) sobre la física en estas "conferencias". Como dije, puede encontrar los "sistemas modelo" más simples de QM en todos los libros de texto introductorios reales sobre QM. Por favor consulte la biblioteca. Si desea consejos sobre cómo repetir experimentos simples de mecánica cuántica con luz con medios simples a los que todos en el mundo desarrollado tienen acceso, estoy más que feliz de ayudarlo.
"podemos hablar sobre posibles configuraciones experimentales en una pregunta independiente": ¿Qué quieres decir? Escribí cuidadosamente esta pregunta para describir lo que me gustaría saber, por qué me gustaría saberlo y en qué punto estoy atascado. Entonces, los puntos sobre los que necesitaría ayuda son los siguientes: "¿Pero qué medidas están permitidas en un modelo de juguete de este tipo?" Antes de escribir esta pregunta, consulté en detalle a Jan-Markus Schwindt "Tutorium Quantenmechanik", Gernot Münster "Quantentheorie" y Jochen Pade "Quantenmechanik zu Fuß". No sabía que estos no son libros de texto reales.
@ThomasKlimpel: Sé lo que escribió y le di la perspectiva de un experimentador, que pasó toda su carrera experimental trabajando en sistemas mecánicos cuánticos. Si quiere saber qué es realmente QM, póngase manos a la obra con una fuente de luz y algunos objetos que la dispersen. ESO es QM. Reflexionar sobre si los fotones son "partículas localizables" o no no es QM. Son los pensamientos de un hombre que, INHO, simplemente no ha leído cuidadosamente los libros de texto de física. No puedo comentar sobre su elección de libros. Una vez más, si desea "ver" QM en funcionamiento, eso es fácil.
-1 . Escribir con mayúsculas no hace más acertadas tus afirmaciones. Creo que la primera parte de su respuesta es suficiente para proporcionar alguna respuesta a la pregunta (incluso si aparentemente no responde a la pregunta original). La siguiente diatriba personal sobre Neumaier y su comprensión de la física y de qué debería tratarse la física, según su propia creencia, me parece fuera de lugar.
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