Borrador cuántico de elección retrasada: ¿Me estoy perdiendo algo aquí?

Esta pregunta se envió a los foros de física palabra por palabra. Daré la misma respuesta básica que di allí.

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La conciencia nunca es parte de ninguna explicación mecánica cuántica. Cada experimento se ejecuta de la misma manera, ya sea que haya una persona en la habitación o no.

La retrocausalidad tampoco se requiere aquí. Por ejemplo, la interpretación de Copenhague explica el borrador de elección demorada con un colapso parcial no local instantáneo y la interpretación de muchos mundos lo explica con mundos que se mantienen coherentes e interfiriendo. Esas son las dos interpretaciones más populares.

Pensar en el borrador de elección retrasada en términos de un experimento óptico confunde el problema, en mi opinión. Podemos crear el mismo efecto básico con un sistema mucho más simple, que involucra tres qubits.

Situación análoga más simple

Supongamos que tiene el estado$\psi = \frac{1}{2} \left|000\right\rangle + \frac{1}{2} \left|110\right\rangle + \frac{1}{2} \left|011\right\rangle + \frac{1}{2} \left|101\right\rangle$. Es decir: tiene tres qubits, los dos primeros qubits se inicializan cada uno en el estado mitad y mitad$\frac{1}{\sqrt{2}} \left|0\right\rangle + \frac{1}{\sqrt{2}} \left|1\right\rangle$, y luego el tercer qubit se alterna condicionalmente para que su valor le indique si los dos primeros qubits difieren o no.

Ahora, ejecute algunas pruebas de campana con los dos primeros qubits. Descubrirá que no violan ninguna desigualdad de campana y fallan en cualquier otra prueba de enredo. No están enredados.

Pero, si luego mide el tercer qubit y divide las pruebas que hizo en los otros dos qubits en un grupo de "el tercer qubit fue 0" y un grupo de "el tercer qubit fue 1", verá que dentro de cada grupo hay ¡Se violan las desigualdades de campana! Entonces, los primeros dos qubits estuvieron entrelazados todo el tiempo.

PERO, si mide el tercer qubit a lo largo del eje X en lugar del eje Z con el que hemos estado trabajando, nunca podrá dividir los dos grupos y ver los subcasos entrelazados. La información distintiva se vuelve permanentemente inaccesible, irrecuperable debido a que la termodinámica le impide revertir la medición.

Entonces, ¿cuál es? ¿Estaban enredados? ¿No enredado? ¿Solo se enreda cuando tomamos la medida correcta? Diría que están enredados, pero de una manera inusual que es más difícil de detectar. El tercer qubit le dice qué tipo de enredo existe entre los dos primeros qubits (enredado para estar de acuerdo o enredado para estar en desacuerdo). Cada subcaso está enredado, pero los casos son complementarios de una manera que oculta cualquier señal de enredo si los cuentas juntos en lugar de individualmente.

Si elegimos o no medir el eje correcto del tercer qubit no determina si los dos qubits originales están entrelazados o no, determina si tenemos la información necesaria para dividir los resultados en los dos subcasos complementarios. Si intenta simplificar la situación en solo "dos partículas entrelazadas al máximo" frente a "no entrelazadas", o en "es solo una partícula" frente a "es solo una onda", está descartando el contexto necesario para entender lo que está pasando.

Mapeo Atrás

Exactamente la misma lógica se aplica al experimento del borrador cuántico de elección retrasada, excepto que hay un valor adicional involucrado y está buscando patrones de interferencia en lugar de pasar las pruebas de campana. Sin conciencia Sin retrocausalidad. Simplemente "obtuvimos y usamos la información distintiva necesaria para agrupar el patrón de falta de interferencia en dos patrones de interferencia complementarios"

1. ¿Me estoy perdiendo un detalle importante en mi comprensión de cómo se realiza el experimento del borrador cuántico de elección retardada?

Sí. Voy a responder a su lista de su comprensión.

2. ¿Cómo se explica lo que ocurre en el experimento sin utilizar el concepto de "retrocausalidad" (efecto antes que causa)?

Esta pregunta no tiene sentido, si alguien intentó afirmar que necesitas retrocausalidad, te estaba engañando. Pero también debes tener claro de qué experimento estás hablando. ¿El que se muestra arriba o el del artículo que cita con un controlador cuántico? Siempre puede tener una clasificación, una clasificación que depende del controlador, todas las partículas involucradas y los detectores. Pero esta clasificación no significa que ciertas propiedades sean fijas, algunas propiedades se crean a través de interacciones en lugar de que ya existan. Pero esto no es retrocausalidad, son solo interacciones que cambian las cosas en estados que tienen propiedades particulares cuando, en general, solo algunos estados tienen esas propiedades.

3. Si el fotón pasa por ambas rendijas, ¿no produciría el cristal BBO 4 fotones? Si lo hace, ¿qué sucede en ese caso, y si no lo hace, entonces por qué?

Pasar por ambas rendijas es uno de tus malentendidos.

Un láser dispara un fotón en una doble rendija. Puede pasar por la ranura A (roja), la ranura B (azul) o ambas.

Esto ya es un malentendido causado por explicaciones realmente pobres de la mecánica cuántica. Hay un solo estado que pasa por la doble rendija. Es el tipo de estado que haría que se dispararan los sectores colocados justo en frente de la rendija A o justo en frente de la rendija B. Pero sólo uno dispararía. Pero no es una mezcla estadística de un estado que hace solo un fuego y un estado que hace solo el otro fuego y no podemos distinguir experimentalmente los dos a través de otros posibles experimentos. Es esta última posibilidad la que hace que la gente diga que pasa por ambos. Pero esa es una caracterización errónea salvaje. Dado que la mecánica cuántica es lineal, puede analizar qué sucede si fuera un estado que solo hizo un disparo y luego analizar qué sucede si fuera un estado que solo hizo que el otro disparara y calcular los resultados complejos en ambos sentidos y el resultado será el suma compleja de los resultados. Si fuera una mezcla estadística, simplemente agregaría las frecuencias de los resultados.

Después de la doble rendija, hay un cristal óptico no lineal (BBO) que convierte el fotón en dos fotones entrelazados.

Entonces, si tuviera un estado que solo hiciera un detector fuera de una rendija, entonces este cristal generaría dos fotones.

Un prisma de Glan-Thompson diverge estos dos fotones entrelazados. Uno de ellos (llamado fotón señal) va hacia el detector D0 mientras que el otro (fotón inactivo) va hacia un prisma PS y es desviado dependiendo de si sigue el camino A o el camino B.

Y estos dos fotones podrían estar en estados que hacen que los detectores se disparen en dos direcciones diferentes. Y cada uno de estos estados puede interactuar con el prisma para crear un nuevo estado que puede hacer que se dispare un detector en una nueva dirección.

Un fotón inactivo que sigue la ruta A pasa a través de un divisor de haz BSb donde puede reflejarse e ir a D4 o transmitir, reflejarse en el espejo Mb y luego reflejarse en BSc e ingresar a D2 o transmitir e ingresar a D1

Y aquí hay un problema. Nuevamente, cada vez que interactúa y no va en alguna dirección, cambia a un estado que haría que los detectores en esa dirección se dispararan. Esto puede sonar como una distinción sin sentido, pero surge justo aquí en D1 y D2.

Lo que hemos hecho es decir que un estado que solo podría hacer que un detector fuera de la rendija roja se apagara interactuaría con cosas y se convertiría en un estado con dos fotones, uno de los cuales podría hacer que los detectores D4, D1 o D2 se apagaran.

Más adelante veremos que un estado que solo puede hacer que un detector fuera de la rendija azul se active interactuará con cosas y se convertirá en un estado con dos fotones, uno de los cuales podría hacer que los detectores D3, D2 o D1 se activen.

Dado que ambos estados (el que solo puede hacer que el rojo se apague y el que solo puede hacer que el azul se apague) ambos son capaces de hacer que D1 y D2 se apaguen solos, descubra que cuando tiene un estado que es un superposición de esos dos estados la superposición hace que los detectores D1 y D2 se activen de manera diferente.

Seamos un poco más precisos. Si tenía un estado rojo que no formaba parte de un par, D4 se apaga la mitad de las veces y D1 y D2 se apagan el 25 % de las veces. Y si tenía un estado rojo que no era parte de un par, entonces D3 se apaga la mitad del tiempo y D1 y D2 se apagan el 25% del tiempo. Asumiendo espejos medio plateados por todas partes para los divisores de haz.

Pero cuando crea un estado que podría hacer que los detectores de las rendijas rojas o azules se activen, hay varias formas de hacerlo. En primer lugar, puede crear estados que hagan que los detectores se activen a diferentes velocidades y puede hacerlo girando un giro y luego creando un estado u otro o puede crear un estado nuevo que realmente sea algo nuevo que pueda hacer que cualquiera de los detectores seguir. Y si crea ese nuevo estado, encontrará una nota detallada sobre lo que está pasando en los detectores D1 y D2 y es posible hacer experimentos en los que un estado rojo hace que se dispare y un estado azul hace que se dispare, pero un nuevo estado hace que no se dispare.

En el experimento clásico de la doble rendija, así es exactamente como se produce un flequillo oscuro. Entonces, si no te diste cuenta de esto, entonces nunca entendiste el experimento original de la doble rendija cuántica.

Entonces, para ser claros, no es que tengas un fotón yendo por un camino u otro y no es un fotón yendo por cada uno. Es un estado que podría hacer que los detectores colocados a lo largo de cualquiera de esos caminos azules o rojos se disparen. Y en los lugares donde ve una línea roja y una línea azul, puede esperar que su detector se active el 25% del tiempo porque la ubicación exacta podría permitir una interferencia destructiva.

Los detectores D1 y D2 siempre dan patrones de interferencia,

Aquí debe tener claro dónde y de qué patrón está hablando. ¿Estás hablando de coincidencia con una pantalla en movimiento en los otros fotones del par? ¿Ajustando dónde están los detectores D1 y D2? ¿O simplemente te refieres a no obtener el 25% de las visitas?

mientras que D3 y D4 solo muestran difracción sin interferencia.

Mismo trato. ¿Qué difracción? Es un detector, se activa o no. ¿Lo estás moviendo? ¿Estás seleccionando publicaciones para ordenarlas y buscar coincidencias con otra cosa?

Si el fotón inactivo entra en D4, entonces sabemos que pasó por la rendija A,

No. Si hiciéramos una mezcla estadística de estados rojos y azules (como lanzar una moneda y luego hacer un estado rojo si sale cara o un estado azul si sale cruz) y luego se apaga D4, sabríamos en qué estado estaba la moneda ( cabezas). Pero no hicimos eso. Entonces no estaba en rojo o azul en ese entonces (estaba en un nuevo estado, uno que podía hacer que los detectores rojos o azules se activaran) y decir que hacer algo podría decirnos si era rojo o azul en ese entonces es simplemente incorrecto, ya que probablemente no estaba ni en un estado rojo ni en un estado rojo, sino en un tipo de estado totalmente nuevo.

si D3, entonces la rendija B.

También mal. Piense en ser rojo como un vector en el eje x y ser azul como un vector en el eje y. Estos son perfectamente posibles. Pero hay muchas más posibilidades. Además de estar en el eje x o en el eje y o tener a alguien volteando y siendo colocado en secreto en uno y no sabemos cuál, hay otras posibilidades de que el vector pueda estar en cualquier lugar en todo el plano 2d. Y luego, si se fuerza en el eje x o en el eje y, eso de ninguna manera significa que originalmente era uno de esos ejes. Y de hecho sabemos que no lo fue.

Eso no es solo una analogía, y eso es lo verdaderamente equivocado que estás. Representamos matemáticamente el estado rojo con un vector. Y representamos el estado del valor matemáticamente con un vector ortogonal. Y representamos los nuevos estados con combinaciones lineales. Y si probablemente puede detectar que no está en ninguno de esos ejes originalmente, entonces ningún resultado puede decirle que lo estaba.

No estaba allí. Y pensando que está siguiendo. una ruta azul o una ruta roja es tan incorrecta como pensar que un vector en el plano 2d tiene que estar en el eje x o en el eje y. Es totalmente incorrecto.

Sin embargo, lo que termina sucediendo es que si el fotón de la señal muestra o no interferencia en D0 depende de si el fotón inactivo ingresa a D1/D2 o D3/D4.

El espíritu de la idea podría estar ahí. Pero esta es una clasificación de coincidencia posterior a la selección. Ordena todos los resultados en D0 en función de si D0 se apagó cuando D1/D2 se apagó y verá que esa colección tiene una distribución ondulada (siendo más alta o más baja dependiendo de dónde coloque D0). Mientras que cuando toma todas las veces que D0 se apagó y las ordena en función de si D0 se apagó cuando D3/D4 se apagó, verá que esa colección no tiene una distribución ondulada (aumenta o disminuye dependiendo de dónde coloque D0, pero solo tiene un pico central que se vuelve más pequeño alejándose del centro y no se vuelve más pequeño que más grande nuevamente de forma ondulada).

Si el fotón inactivo ingresa a D1/D2, habrá un patrón de interferencia en D0.

Los detectores se activan o no. El patrón se basa en hacer el experimento muchas veces y variar la ubicación de D0 y ver si D0 se activa con más frecuencia en una ubicación para D0 cuando D1/D2 se activa en comparación con otras ubicaciones para D0.

Si el fotón inactivo ingresa a D3/D4, no habrá un patrón de interferencia en D0.

El patrón se basa en hacer el experimento muchas veces y variar la ubicación de D0 y ver si D0 se activa con más frecuencia en una ubicación para D0 cuando D3/D4 se activa en comparación con otras ubicaciones para D0.

el papel de la conciencia dentro de estos experimentos de doble rendija.

Papel cero para la conciencia. Observe que no había cerebros en la configuración, la descripción o el análisis.

Usaron esto como un ejemplo de cómo la conciencia puede afectar la materia.

Literalmente, no hay forma de que puedan hacer eso, ya que literalmente no aparece en absoluto, en ninguna parte. Eso sería como decir que usaron esto como un ejemplo de cómo les gusta el café, o cualquier otra incongruencia no relacionada.

Aquí hay una manera simple de lidiar con un argumento que quiere despertar la conciencia. Cuando el argumento dice que una persona es importante, simplemente elimine a la persona de la configuración experimental y del análisis. Ahora no hay gente. Si tratan de criar animales, quítenlos. Ninguna de las matemáticas cambia y luego ves que los cerebros eran irrelevantes.

Así que no dejes que les traigan el cerebro en primer lugar.

A mí, sin embargo, me cuesta mucho aceptarlo.

Dejaste que trajeran cerebros sin ninguna razón. Eso sería como si estuviera tratando de calcular qué tan rápido se descarga una batería o cómo sumar 3+5 y de alguna manera, por alguna razón, deja que alguien traiga cerebro a la conversación. Ya fallaste. No se requiere aceptación ni concesión. No lo mencionaste. Si estuvieras sumando 3+5 y alguien más quisiera aportar cerebro, no deberías tener que aceptarlo en absoluto, es su problema que no pueden evitar mencionar temas irrelevantes cuando se discuten otros temas.

Simplemente tiene que haber otra explicación que no implique retrocausalidad.

Ni la conciencia ni la retrocausalidad fueron mencionadas como explicaciones de nada. Alguna vez.

Si no lo hay, entonces mi amigo tendría que tener razón;

De nuevo. No. Tu amigo no tiene una explicación más que. Conscious explica 3+5=8 y si por alguna razón recuerdas explicar por qué 3+5=8 no significa que la no explicación de tu supuesto amigo gana por defecto.

Una victoria por defecto es una táctica sucia, algo que podrías esperar de alguien que saca a relucir los sesos en una conversación que no los necesitaba.

de alguna manera, el fotón de la señal sabe si tendremos o no la información de la ruta (se "borra" en D1/D2).

Hay un estado para todo el sistema. Si cree que las partes individuales tienen sus propios estados, es como pensar que los puntos en el plano deben estar en uno de los dos ejes. Y esto no es una analogía. Los estados con las partes que tienen sus propios estados separados son subconjuntos de todos los estados posibles, al igual que el eje x y el eje y son subconjuntos del plano.

El estado de todo el sistema te lo dice todo. La velocidad a la que obtienes cada resultado y las correlaciones y todo.

Sé que algunas personas creen que la conciencia juega un papel en el experimento original de doble rendija, pero yo sé que no es así.

¿Por qué estamos discutiendo creencias? Podemos discutir modelos y predicciones y resultados en su lugar.

En ese experimento, la razón por la que el fotón actúa como una partícula

Esa no es una palabra con mucho significado. Hay estados de partículas y estados de e y pequeños cerebros unidos a cosas que eligen ser uno u otro. Hay estados. Y evolucionan a nuevos estados.

la forma en que interactúa físicamente con el detector.

Depende de cómo esté configurado todo el experimento y del estado original.

La versión de tiempo retrasado no se puede explicar de esta manera.

dice nadie. Lo explicamos diciendo que hay un estado para todo el sistema y el estado para todo el sistema evoluciona y produce resultados con frecuencias y correlaciones determinadas por el estado de todo el sistema y las interacciones dadas por la configuración experimental real.

La explicación nunca cambia porque esta es solo otra configuración.

El único signo de mala ciencia es cuando tienes que hacer diferentes explicaciones para diferentes configuraciones. En mecánica cuántica descubrimos cómo hacer una explicación que funcione para todas las configuraciones. Si su explicación no funciona para todas las configuraciones, entonces ha estado aprendiendo un truco en lugar de la explicación correcta.

Realmente no estoy muy familiarizado con las partículas entrelazadas, solo entiendo el concepto principal.

Eso es como decir que no está familiarizado con el espacio 2d y, sin embargo, quiere analizar el movimiento en 2d, eso está bien como punto de partida, pero si cree que puede entender lo que está pasando aunque sea un poquito sin aprender 2d, entonces está totalmente equivocado.

El primer hecho que necesita es que hay un estado de todo el sistema (ese es el vector en 2d) y que se permite que sea una combinación lineal compleja de estados especiales correspondientes a cada parte que tiene sus propios estados (esos son los no entrelazados estados y son los ejes x e y).

Los 5 detectores son del mismo tipo de detector, ¿correcto?

Seguro. Se disparan o no. Se pueden trasladar o rotar.

La única diferencia entre los últimos 4 es que nosotros, los observadores, sabemos que D3/D4 nos permitirá conocer la información de la ruta,

Totalmente totalmente totalmente equivocado. El estado no iba en un camino u otro (esos estados son como el eje x o el eje y, era una combinación lineal compleja de los dos). Y estos detectores no están conectados a los cerebros y no tienen impacto. Los detectores interactúan con el estado de todo el sistema.

¿Cómo diablos un fotón "sabría" esto?

¿Cómo sabría un vector que está en el eje x o en el eje y cuando no está en ninguno de los dos? No lo hará, no lo hace, y no puede porque ni siquiera es una cosa saber que es una mentira.

Simplemente tiene que haber algo que me estoy perdiendo aquí.

Sí hay. Pero es absolutamente todo. Es como si hubieras aprendido mecánica cuántica de alguien que quería que pareciera misterioso. Si se suponía que eso te motivaría a sentarte y aprenderlo, entonces fracasó si no te sentaste y lo aprendiste.

Toda la charla sobre qué camino se suponía que mostraría que los métodos clásicos no funcionan (no hay interferencia si solo fue en un sentido o en el otro). Se suponía que te motivaría a aprender mecánica cuántica y en toda tu publicación nunca digo evidencia de que sabes un poco de mecánica cuántica (puedes, pero no lo demostraste).

Realmente me gustaría saber cuáles son las explicaciones que no implican retrocausalidad.

La propia mecánica cuántica. Tener un estado del sistema, hacerlo evolucionar, hacer que dé resultados con las frecuencias y correlaciones previstas.

Ex. de explicación usando retrocausalidad: si el fotón inactivo llega a decir D3/D4,

Esa no es una explicación. El fotón no viaja y no llega. El estado del sistema permite que algunos detectores se activen y, a veces, lo hacen.

entonces "regresará en el tiempo" y se asegurará de que el fotón original solo pase a través de una rendija,

No, eso no sucede y de nuevo no es una explicación. No hay fotones yendo por caminos, hay un estado.

Wikipedia dice que este documento proporciona tal explicación, sin embargo, tengo algunos problemas para entenderlo http://arxiv.org/abs/1103.0117 .

Ese artículo es sobre un tema diferente.

Agregaré esto ya que su pregunta parece ser casi la inversa de esta mía:

¿Borrador cuántico de elección tardía sin retrocausalidad?

Con respecto a la necesidad de retrocausalidad (o falta de ella), considere esto:

Recuerde que una sola detección en un nodo para D1 también es compatible con una sola ubicación de detección para la distribución general sin interferencias en forma de campana asociada con D3/D4. Solo al correlacionar D1 o D2 con sus aciertos D0 emparejados se puede recuperar la interferencia. La coordenada (x,y) en D0 puede ser compatible con D1, D3 o D4 (suponiendo que esté en un canal para D2).

En todos los escenarios, la causalidad directa se conserva independientemente de la elección. Si se registra un D0(x,y), las opciones futuras para las cuales los detectores pueden encenderse para su hermana enredada se reducen al subconjunto de detectores con información de qué ruta (cuyas distribuciones de D0 se superponen), o el detector sin qué ruta información para la que D0(x,y) corresponde a un nodo. La opción de detectar información de qué manera (o no) reduce aún más el subconjunto disponible de detectores de la misma manera.