Precedencia y entrelazamiento cuántico: el experimento de Alain Aspect en el espacio-tiempo

Recuerde que los componentes de espín de un par entrelazado por espín no existen hasta que uno de los dos se somete a una observación cuántica, en cuyo momento ambos del par obtienen inmediatamente componentes de espín cuántico cuánticos opuestos aleatorios cuánticos.

Alice y Bob separan ceremoniosamente un par de electrones entrelazados. Alice y Bob llevan cada uno su respectivo electrón enredado junto con ellos en un viaje en sus respectivas naves espaciales. Cada uno pilota su nave a una ubicación y velocidad separadas previamente dispuestas (marco de referencia inercial). Estos marcos de referencia inerciales se han seleccionado de tal manera que, observados localmente en el marco de referencia inercial de Alice, su tiempo tau precede al tiempo tau en el marco de referencia inercial de Bob. Y observado localmente en el marco de referencia inercial de Bob, su tiempo tau precede al tiempo tau en el marco de referencia inercial de Alice.

En su hora local tau, Alice observa el componente del espín de su electrón paralelo al eje de rotación galáctico. Al observar su electrón antes de que Bob observe el suyo, Alice simultáneamente rompe el enredo de su electrón y observa que su giro se orienta hacia el norte galáctico. En el tiempo tau en su marco de referencia, Bob también es el primero en observar su electrón aún enredado. Bob también observa el componente de giro de su electrón paralelo al eje galáctico. Por suerte, al mismo tiempo que rompe su enredo, Bob también observa que el espín de su electrón está orientado hacia el norte.

Después de hacer estas observaciones cuánticas, Alice y Bob se comunican por radio sus resultados. Mucho más tarde, cuando las transmisiones llegan a la nave espacial del otro, Bob y Alice se sorprenden al descubrir que han obtenido resultados contradictorios.

¿Cómo se puede resolver esta contradicción?

No puedo ver en este momento cómo el enredo sobreviviría al transporte en un campo magnético...
Gracias. Buen punto. Corrección: Editado para eliminar oraciones superfluas que sugieren tecnología hipotética utilizada para transportar electrones.
No hago tecnología hipotética en Gedankenexperiments. Tienes que mostrarme que el enredo en realidad sobrevive a tu tecnología de transporte físicamente implementable de elección y cómo actúa en los giros. Si desea limpiarlo, puede eliminar todos los elementos de ciencia ficción y hacerlo en un laboratorio de tamaño normal. La pregunta no depende de la distancia. Sin embargo, de lo que sí depende es de qué interacciones que pueden mover los giros les harán. No estoy seguro de entender completamente esa parte.
La contradicción en física está bien descrita; el gedanken está parado. ¿Alguien puede dirigirse al elefante en la habitación? ¿Alguien tiene una solución a la contradicción? ¿Una respuesta a la pregunta fundamental subyacente? Quizás haya una pista aquí: arxiv.org/pdf/1007.3977v1.pdf , aunque no sé cómo el entrelazamiento puede ser independiente del tiempo si tiene un inicio y una terminación precisos.
No tengo un elefante parado aquí, sino un ratón: simplemente no sé si sus suposiciones sobre el transporte de giros masivos de partículas son válidas. A menos que alguien me convenza con un cálculo QFT de que uno puede transportar giros no medidos de esta manera sin destruir el enredo, no siento mucha presión.
Para lo que sea que valga, sobre las probabilidades de preservar el enredo bajo impulsos y aceleración: impulsar sistemas enredados con transformaciones de Lorentz (separadas) siempre deja los sistemas enredados. Esto se debe simplemente a que las transformaciones de Lorentz actúan unitariamente sobre los estados de los sistemas y no pueden alterar el entrelazamiento. Otoh, es posible que aumentar los espines entrelazados no preserve el enredo solo entre espines : la transformación de los estados de espín solo bajo un impulso no es unitaria, consulte arxiv.org/pdf/quant-ph/0203033v2.pdf . Lo que se conserva, sin embargo, es el enredo conjunto espín-momento.
En cuanto al comportamiento bajo aceleración, dependiendo del estado inicial, el efecto Unruh puede degradar y crear enredos entre sistemas inerciales y no inerciales, consulte arxiv.org/pdf/1011.6540v2.pdf , por lo que el problema del enredo entre sistemas en movimiento relativo está bien planteado y se para. De hecho, se ha estudiado bastante intensamente.

Respuestas (3)

Incluso si Alice y Bob son los primeros en medir su giro (de acuerdo con sus respectivos marcos de referencia), dos giros enredados en el estado singulete darán resultados opuestos. Eso es lo que predice la mecánica cuántica.

Descubrir que los espines entrelazados dieron resultados coincidentes falsificaría una predicción de la mecánica cuántica. La gente se sorprendería mucho, comprobaría que el experimento era repetible y realizado correctamente, y luego comenzaría a buscar una teoría más completa que no fallara en este caso.

Las pruebas de campana se han realizado con medidas separadas similares al espacio. Confirmaron las predicciones de la mecánica cuántica. Sería muy sorprendente si ajustar las velocidades hiciera una diferencia. Probablemente no debería gastar sus puntos Bayes en eso.

Esto es lo que también adivinaría de arxiv.org/pdf/1007.3977v1.pdf , pero ¿alguien SABE la respuesta? Aspect, Copenhague, et al. digamos que el primero en observar colapsa el wavefcn. Pero en este caso no hay 1ro. Sin embargo, empíricamente se sabe que el giro es indeterminado antes del colapso. ¿Qué observador desencadena el colapso? ¿Podemos decirlo? ¿Cuándo ocurre remotamente?
@godot Incluso en las interpretaciones de colapso instantáneo, cambiar el orden no afecta los resultados generales esperados. Los dos posibles colapsos se conmutan entre sí.
No estoy seguro de que sea pertinente. La evidencia empírica (en forma de estadísticas complejas frente a reales) nos dice que en algún momento del pasado, el estado resultante es desconocido. Posteriormente, después de al menos una observación, ambos observadores conocen el estado proyectado. Antes de la observación, sigue siendo posible que cualquier resultado se introduzca en el universo de la física clásica, incluidos los resultados debido a una medición improvisada en un eje ortogonal a la medición planificada (que no conmutaría). Los resultados no necesitan coincidir hasta DESPUÉS de la wavefcn ha colapsado en AMBOS lugares. ¿Cuando es eso?
Por cierto, Dr. Gidney, "puntos de Bayes" es un excelente término descriptivo. ¡Una punta de mi sombrero para usted, señor!

Esta es una de las cosas más mal entendidas sobre el enredo, que es que no importa quién va primero. Ninguna medida afecta realmente a la otra, contrariamente a las implicaciones intuitivas del "colapso de la función de onda". El entrelazamiento es correlación, no causalidad.

Se ha demostrado empíricamente que los giros son indeterminados antes del colapso. No alcanzo a concebir lo que significa que el entrelazamiento sea independiente del tiempo y, sin embargo, el colapso tenga un preciso momento compartido de inicio. ¿Ocurre el colapso, quizás, en un marco de referencia inercial en el que las dos observaciones ocurren simultáneamente sin importar cuándo+dónde ocurran? Creo que se puede demostrar que para cualquier par de observaciones en el espacio-tiempo, existe un marco de referencia en el que las observaciones ocurren simultáneamente. Esta solución tiene una elegancia satisfactoria. ¿Esta permitido?

Tu pregunta no tiene nada que ver con el enredo. También podría preguntar esto en su lugar:

La física predice que dos cargas positivas se repelerán. Supongamos que acerco dos cargas positivas y descubro que, en cambio, se atraen entre sí. ¿Cómo se puede resolver esta contradicción?

O podría postular cualquier otro resultado experimental que contradiga la física conocida y solicitar una "resolución".

Su suposición acerca de las medidas de Alice y Bob es tan contraria tanto a la teoría como a la evidencia como la suposición de que se observa que se atraen cargas similares.

Si está diciendo que sabe, independientemente del colapso de la función de onda, la orientación del giro de cada observador, ya que siempre sabe que las cargas se repelen, ¡esa sería la versión de "Letra robada" de una regla oculta! Todas las orientaciones de giro 3d son posibles antes del colapso. Dado que la onda fcn aún no ha colapsado antes de ninguna de las observaciones, existe un 50 % de probabilidad de que Bob observe la misma orientación NS que Alice. Quizás una acción invertida en el tiempo "posteriormente" crea consistencia. ¿Qué observador colapsa la onda fcn y cuándo colapsa?
Todo lo que digo es que si alice y bob eligen medir el giro en la misma dirección, observarán giros opuestos. Lo sabemos por teoría y lo sabemos por experimentación. Entonces, su suposición de que observan el mismo giro está en la misma categoría que la suposición de que alguien observa cargas similares que se atraen. No hay necesidad de explicar esto porque no sucederá.
Si planteamos la pregunta GR análoga re: sistemas bajo aceleración, es una situación completamente diferente: (de: en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect ) "Si esos observadores están acelerando, es posible que no haya un sistema de coordenadas compartido... .esto ocurre porque los dos vacíos conducen a representaciones unitariamente no equivalentes de las relaciones canónicas de conmutación del campo cuántico". Parece que su mismo argumento se aplica si A y B están acelerados entre sí. Si es así, parece que a su argumento no le va bien en ese contexto.