Przeskocz do treści

Delta mi!

Loading

Aktualności (nie tylko) fizyczne

Lokalny realizm po kompresji

Piotr Zalewski

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: czerwiec 2016
  • Publikacja elektroniczna: 1 czerwca 2016

Lokalny realizm, którego oczywistość przywoływali Einstein, Podolski i Rosen w swoim słynnym paradoksie (EPR) w celu zakwestionowania przewidywań mechaniki kwantowej, nie wytrzymał doświadczalnych prób wykazujących łamanie wynikających z niego nierówności zaproponowanych (kilkadziesiąt lat później) przez Bella.

obrazek

Jeżeli widać korelację między rozdzielonymi przestrzennie zdarzeniami, to lokalny realizm wymusza konkluzję, że to rozdzielenie jest tylko pozorne. Np. odnajdując w bagażu tylko lewy kapeć, od razu wiem, że w domu został prawy, ale tak było od momentu zamknięcia walizki! Natomiast zgodnie z mechaniką kwantową mogę np. przygotować tzw. singletowy stan splątany dwóch ortogonalnych qubitów, o których nic więcej (poza ortogonalnością) nie wiadomo. Jednak w momencie pomiaru jednego, natychmiast wiem jaki jest ten drugi. Żeby qubity odróżnić od kapci, trzeba je mierzyć w innej bazie, niż zostały przygotowane. Np. jeżeli początkowo były to polaryzacje fotonów: pionowa i pozioma, to należy je rejestrować za pomocą polaryzatorów przekręconych o pewien (różny od π2 ) kąt względem pionu, żeby pojedynczy wynik nie był z góry znany. Wtedy średni poziom korelacji między pomiarami będzie łamał nierówności Bella (o których można myśleć jak o nierównościach trójkąta). Wynik jest w takim przypadku rezultatem analizy statystycznej wielu pojedynczych pomiarów.

Okazuje się, że można to zrobić inaczej: odwołując się do złożoności Kołmogorowa ciągów wyników x i y. Złożoności tej, jako odpowiadającej najkrótszej sekwencji działań uniwersalnej maszyny Turinga generującej dany ciąg, zazwyczaj nie daje się obliczyć. Można ją jednak ograniczyć od góry przez długość C(x) skompresowanego ciągu x, | bo im większy stopień korelacji, tym krótszy zapis po kompresji.

W ten sposób można zdefiniować NCD(x, | y) (ang. Normalized Compression Distance), czyli "znormalizowaną odległość kompresyjną" dwóch ciągów x i y (w tym przypadku są to binarne ciągi pomiarów każdego qubitu z kolejnych par) w poniższy sposób

NCD(x, y) = C(x,----------------------, max{C(x),

gdzie C(x, jest skompresowaną długością połączonych ciągów |x i y. Pomysł ten został pomyślnie przetestowany [1] z udziałem dwóch polskich fizyków. Stosowna nierówność okazała się być łamana.


Do czytania
[1]
Hou Shun Poh, M. Markiewicz, P. Kurzyński, A. Cere, D. Kaszlikowski i Ch. Kurtsiefer; Probing the quantum-classical boundary with compression software; New J. Phys. 18 (2016)035011; doi:10.1088/1367-2630/18/3/035011.