В новом исследовании ученые демонстрируют творческую тактику, чтобы избавиться от лазеек, которые уже давно посрамлены тесты квантовой механики. С их инновационный метод, исследователям удалось продемонстрировать квантовое взаимодействие между двумя частицами расстоянии более 180 метров (590 футов) друг от друга, устраняя возможность того, что общих событий за последние 11 лет влияет на их взаимодействие.
Бумаги, объясняющие эти результаты будут представлены на границах в оптике + лазер в научной конференции (ФИО + ЛС), состоявшейся 15-19 сентября в Вашингтоне, округ Колумбия, США
Квантовые явления изучаются для применения в вычислительной технике, шифрование, считывание и больше, но исследователи еще не в полной мере понять физику за ними. Новая работа может помочь квантовый приложений, путем совершенствования методов зондирования квантовой механики.
Тест по квантовой теории
Физики уже давно сцепился с разными представлениями о силах, которые управляют нашим миром. В то время как теории квантовой механики постепенно обогнали классической механики, многие аспекты квантовой механики остаются загадочными. В 1960-е годы физик Джон Белл предложил способ проверить квантовой механики, известный как неравенство Белла.
Идея заключается в том, что две партии, по прозвищу Алиса и Боб, делают замеры на частицы, которые находятся далеко друг от друга, но соединены друг с другом посредством квантовой запутанности.
Если бы мир был действительно управляется исключительно по квантовой механике, эти удаленные частицы определяется нелокальной корреляции посредством квантовых взаимодействий, таких, что измерение состояния одной частицы влияет на состояние другой. Тем не менее, некоторые альтернативные теории предполагают, что частицы появляются только влияют друг на друга, но в действительности они связаны другие скрытые переменные следующим классической, а не квантовой физики.
Ученые провели множество экспериментов по проверке неравенств Белла. Однако, эксперименты не всегда может быть идеальным, и существуют известные лазейки, которые могут привести к ложным результатам. В то время как большинство экспериментов решительно поддерживает вывод о том, что существуют квантовые взаимодействия, эти лазейки все же оставить удаленный возможность того, что исследователи могли бы случайно затрагивая скрытых переменных, таким образом не оставляя места для сомнений.
Закрытие лазейки
В новом исследовании, Ли и его коллеги описывают способы, чтобы закрыть эти лазейки и добавить в доказательство того, что квантовая механика определяет взаимодействие между двумя частицами.
«Мы поняли, что есть лазейка-бесплатный тестовый звонок с параметры измерения определяются удаленных космических фотонов. Таким образом, мы проверили полноту квантовой механики с высокой доверительной вероятностью,» сказал Мин-Хан Ли из Университета науки и техники Китая, который является ведущим автором бумаги.
Их экспериментальная установка включает в себя три основных компонента: устройство, которое периодически отправляет пары запутанных фотонов и двух станций, которые измеряют фотоны. Эти станции являются Алиса и Боб, в просторечии неравенства Белла. Первая станция измерения составляет 93 метра (305 футов) от пары фотонов источника и второй станции составляет 90 метров (295 футов) в противоположном направлении.
Спутанные фотоны на основе стекловолокна одиночного режима в измерительных станций, где их поляризации измеряется ячейка Поккельса и фотоны обнаружены сверхпроводящие нанопроволоки однофотонных детекторов.
В проектировании своем эксперименте исследователи стремились преодолеть три основные проблемы: идея о том, что потери и шум создают обнаружения недостоверной (выявление лазейка), идея о том, что любое взаимодействие, которое влияет Алисы и Боба измерение выбор измерения cheatable (населенного пункта лазейку), и мысль о том, что измерение-параметр выбора, который не является «по-настоящему свободными и Авось» делает результат в состоянии управляться скрытой причиной в общее прошлое (о свободе выбора лазейку).
Для решения первой проблемы, Ли и его коллеги продемонстрировали, что их установки достигается достаточно низкий уровень потерь и шума путем сравнения измерений, выполненных в начале и в конце путешествия фотона. Для решения второй, они построили экспериментальную установку с пространством-как разделение между событиями измерений параметр выбора. Для решения Третьей, они основывали свои измерения-настройка вариантов на космических поведение фотона с 11 годами ранее, который обеспечивает высокую уверенность в том, что ничего в частицы истории, по крайней мере, последние 11 лет-создается скрытая переменная, влияющая на результат.
Объединение теоретически рассчитанной предсказаний с результатами экспериментов, исследователи сумели продемонстрировать квантовые взаимодействия между пар запутанных фотонов с высокой степенью доверия и верности. Таким образом, их эксперимент предоставляет надежные доказательства того, что квантовые эффекты, а не скрытые переменные, за поведением частиц.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!