تشریح توهم کوانتومی: از بین بردن اثر گربه چشایر
آنچه در واقع اتفاق می‌افتد بسیار عجیب‌تر است و ممکن است به ما در درک بیشتر مکانیک کوانتومی کمک کند.
تشریح توهم کوانتومی: از بین بردن اثر گربه چشایر -آنچه در واقع اتفاق می‌افتد بسیار عجیب‌تر است و ممکن است به ما در درک بیشتر مکانیک کوانتومی کمک کند.
اثر کوانتومی گربه Cheshire نام خود را از گربه خیالی Cheshire در داستان آلیس در سرزمین عجایب گرفته است .
آن گربه توانست ناپدید شود و فقط پوزخندش را پشت سر بگذارد. به طور مشابه، در مقاله‌ای در سال 2013، محققان ادعا کردند که ذرات کوانتومی می‌توانند از ویژگی‌های خود جدا شوند، با خواصی که در مسیرهایی حرکت می‌کنند که ذره نمی‌تواند. آنها نام این اثر گربه کوانتومی چشایر را گذاشتند.
از آن زمان، محققان ادعا کرده‌اند که این را بیشتر گسترش داده‌اند، با مبادله ویژگی‌های بدون جسم بین ذرات، از بین بردن چندین ویژگی به طور همزمان، و حتی “جداسازی دوگانگی موج-ذره” یک ذره.
زمینه در مکانیک کوانتومی
با این حال، تحقیقات اخیر که اخیراً در مجله فیزیک جدید منتشر شده است، نشان می‌دهد که این آزمایش‌ها در واقع ذرات را نشان نمی‌دهند که از ویژگی‌هایشان جدا می‌شوند، بلکه در عوض یکی دیگر از ویژگی‌های غیرمستقیم مکانیک کوانتومی را نشان می‌دهند – زمینه‌سازی.
مکانیک کوانتومی مطالعه رفتار نور و ماده در مقیاس اتمی و زیر اتمی است.
مکانیک کوانتومی طبیعتاً غیرقابل درک است. تیم تحقیقاتی در حالی که مزایای عملی را مورد بررسی قرار می‌دهد، شروع به درک اساسی این ماهیت ضد شهودی کرد.
“بیشتر مردم می دانند که مکانیک کوانتومی عجیب است، اما شناسایی عواملی که باعث این عجیب و غریب می شود هنوز یک حوزه فعال تحقیقاتی است.
جونته هانس، محقق دانشگاه هیروشیما و دانشگاه بریستول ، گفت: این به آرامی به مفهومی به نام زمینه‌سازی رسمیت یافته است – که سیستم‌های کوانتومی بسته به اندازه‌گیری‌هایی که روی آنها انجام می‌دهید تغییر می‌کنند .
تداخل سنج ساده ای که در سناریوی گربه کوانتومی Cheshire استفاده می شود، جایی که یک فوتون در حالت ECC درهم تنیده با قطبش مسیر آماده می شود، اما تنها در صورتی در نظر گرفته می شود که به مسیر خروجی + با قطبش D برسد.
دنباله ای از اندازه گیری ها در یک سیستم کوانتومی بسته به ترتیب انجام اندازه گیری ها، نتایج متفاوتی را ایجاد می کند.
به عنوان مثال، اگر اندازه گیری کنیم که یک ذره کجاست، و سپس با چه سرعتی در حال حرکت است، نتایج متفاوتی برای اندازه گیری سرعت حرکت آن و سپس میزان حرکت آن به دست می دهد.
به دلیل این زمینه، سیستم‌های کوانتومی را می‌توان به عنوان دارای ویژگی‌هایی اندازه‌گیری کرد که انتظار داریم متقابلاً ناسازگار باشند.
هانس می گوید: «با این حال، ما هنوز واقعاً نمی دانیم که چه چیزی باعث این می شود، بنابراین این چیزی است که می خواستیم با استفاده از سناریوی متناقض کوانتومی گربه Cheshire به عنوان یک بستر آزمایش، بررسی کنیم.
بازتعریف گربه کوانتومی چشایر
این تیم خاطرنشان می کند که مشکل پارادوکس کوانتومی گربه Cheshire این است که ادعای اصلی آن، مبنی بر اینکه ذره و ویژگی های آن، مانند اسپین یا قطبش، جدا شده و در مسیرهای مختلف حرکت می کنند، ممکن است نمایش گمراه کننده ای از فیزیک واقعی موقعیت باشد. .
ما می‌خواهیم این را با نشان دادن اینکه اگر یک سیستم کوانتومی به روش‌های مختلف اندازه‌گیری شود، نتایج متفاوتی به دست می‌آید، و اینکه تفسیر اصلی گربه کوانتومی چشایر تنها در صورتی به دست می‌آید که نتایج این اندازه‌گیری‌های مختلف را به روشی بسیار خاص ترکیب کنید. هولگر هافمن، استاد دانشگاه هیروشیما گفت، و این تغییر مربوط به اندازه گیری را نادیده بگیرید.
این تیم پروتکل گربه Cheshire را با بررسی رابطه بین سه اندازه گیری مختلف در مورد مسیر و قطبش یک فوتون در پروتکل کوانتومی گربه Cheshire تجزیه و تحلیل کردند. به نظر می‌رسید که اینها به یک تناقض منطقی منجر می‌شد، اگر سیستم متنی نبود.
مقاله آنها چگونگی ارتباط این رفتار زمینه ای با ارزش های ضعیف و انسجام بین حالت های ممنوع را مورد بحث قرار می دهد.
از طریق کار خود، آنها نشان دادند که به جای اینکه یک خاصیت ذره از بین برود، گربه کوانتومی چشایر اثرات این انسجام‌ها را نشان می‌دهد که معمولاً در سیستم‌های از پیش و پس از انتخاب یافت می‌شوند.
آینده پژوهی و زمینه کوانتومی
با نگاهی به آینده، تیم می‌خواهد این تحقیق را گسترش دهد، تا راهی برای یکپارچه‌سازی اثرات کوانتومی متناقض به‌عنوان مظاهر زمینه‌سازی پیدا کند و یک‌بار برای همیشه توضیح دهد که چگونه و چرا اندازه‌گیری‌ها سیستم‌های کوانتومی را تغییر می‌دهند.
این نه تنها به ما کمک می کند تا در نهایت توضیح دهیم که چرا مکانیک کوانتومی بسیار غیرمعمول است، بلکه به ما کمک می کند تا راه هایی برای استفاده از این عجیب و غریب برای اهداف عملی ایجاد کنیم.
با توجه به زمینه‌سازی ذاتاً به سناریوهایی مرتبط است که در آنها مزیت کوانتومی نسبت به راه‌حل‌های کلاسیک برای یک مسئله معین وجود دارد، تنها با درک زمینه‌ای می‌توانیم به پتانسیل کامل، برای مثال، محاسبات کوانتومی پی ببریم .»
