Stimmt es zu sagen, dass ein Qubit in einem verwickelten Zustand alle anderen sofort beeinflussen kann?

Wenn ein Qubit gemessen wird, kommt es zu einem "Zusammenbruch der Wellenfunktion", da das Ergebnis zufällig ausgewählt wird.

Wenn das Qubit mit anderen verwickelt ist, wirkt sich dieser Zusammenbruch auch auf diese aus. Und die Art und Weise, wie sie sich auf sie auswirkt, hängt davon ab, wie wir unsere Qubits messen.

Daraus ergibt sich, dass Dinge, die wir auf einem Qubit tun, unmittelbare Auswirkungen auf ein anderes haben. Ist dies der Fall oder ist der offensichtliche Effekt eher eine Bayes'sche Aktualisierung unseres Wissens über die Qubits?

— James Wootton
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Antworten:

Es ist sicherlich richtig, dass Operationen an einem Qubit innerhalb der mathematischen Beschreibung von Qubits die Aktualisierung der gesamten Beschreibung erfordern können. Dies wirkt sich daher auf die Beschreibung jedes Qubits aus.

Diejenigen, die diese mathematische Beschreibung "epistemisch" betrachten, könnten sagen, dass wir nur unser Wissen über die anderen Qubits aktualisieren und dass es die Qubits selbst nicht beeinflusst. Diejenigen, die eine "ontische" Sichtweise vertreten, betrachten die von der Mathematik der Quantenmechanik beschriebene Wellenfunktion jedoch als eine physikalische Eigenschaft der Qubits. Sie würden also mit Sicherheit zu dem Schluss kommen, dass die Operation auf einem Qubit die anderen sofort beeinflusste.

Ich denke, die ontische Sichtweise ist heutzutage weit verbreitet, unter denen, die Meinungen zu diesen Dingen haben. Obwohl die meisten die Option 'Halt die Klappe und berechne' wählen und nicht zu viel über sie nachdenken.

Ein weiteres interessantes Problem ist die Tatsache, dass Momentaneffekte Probleme für die Relativitätstheorie verursachen. Verschiedene Beobachter in verschiedenen Referenzrahmen können sich über die zeitliche Reihenfolge von Ereignissen nicht einig sein. Ein Beobachter könnte also sehen, wie ein Qubit verwendet wird, um ein zweites zu beeinflussen, während ein anderer Beobachter die gleichen Ereignisse sieht und daraus schließt, dass das zweite Qubit das erste beeinflusst. Die Verschränkung vermeidet die direkte Konfrontation mit der Relativitätstheorie, indem sichergestellt wird, dass der Effekt nicht zum sofortigen Senden von Informationen verwendet werden kann. Trotzdem spielen sie nicht besonders gut zusammen. Deshalb können wir zögern, zu betonen, dass Verstrickungen unmittelbare Effekte ermöglichen.

Der Prozess der Teleportation ist meines Erachtens ein guter, um zu argumentieren, dass die Verflechtung tatsächlich ermöglicht, dass sich Qubits sofort gegenseitig beeinflussen und wie sie mit der Relativitätstheorie kompromittieren. Es ist ein Prozess, bei dem der Zustand eines Qubits unter Verwendung von Verschränkung sofort von einem Qubit zu einem anderen gesendet wird. Der Status, der gesendet wird, wird jedoch auch während des Vorgangs "verschlüsselt". Dies bedeutet, dass das empfangende Ende nicht einmal bestätigen kann, dass das Qubit gesendet wurde, egal, wie sein Zustand ist. Der Sender kann jedoch eine Nachricht an den Empfänger mit Anweisungen zum Entschlüsseln des Qubits senden. Sobald dies erledigt ist, können die Empfänger bestätigen, dass die Teleportation tatsächlich den Zustand des Qubits gesendet hat. Also gab es in der Tat eine sofortige Wirkung,

— James Wootton
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"Ein Beobachter könnte also sehen, wie ein Qubit verwendet wird, um einen zweiten zu beeinflussen, während ein anderer Beobachter die gleichen Ereignisse sieht und zu dem Schluss gelangt, dass das zweite Qubit den ersten beeinflusst Diese Verstrickung ermöglicht sofortige Effekte. " Glauben Sie, wir könnten sagen, dass eine Interaktion gerade dadurch augenblicklich wird, dass sie vollständig rahmenabhängig ist und sich auf wen auswirkt? Wenn A mit einer Lichtgeschwindigkeitsverzögerung auf B einwirkt, gibt es keinen Rahmen, innerhalb dessen B auf A einwirkt. Nur mit einer Verzögerung von Null wird dies rahmenabhängig.

— Betohaku

Ein ähnliches Problem über die Diskrepanz zwischen endlichdimensionale Quantenmechanik Intuition und Relativität ist hier gegeben Die Rolle des Typs - III - Faktoren in QFT . Es ist erforderlich zu verstehen, wie sich Zustände für Faktoren vom Typ I und III unterscheiden.

— AHusain

Wenn Alice und Bob ein verwickeltes Paar von Qubits haben und Alice lokal ihr Qubit misst, hat dies keinerlei Einfluss auf den lokalen Zustand des Qubits von Bob. Mathematisch gesehen ändert sich die Dichtematrix des Qubits von Bob nicht, wenn Alice das Messergebnis misst, aber nicht betrachtet. Die einzige Tatsache, dass Alice gemessen hat, hat keinerlei Einfluss auf das Qubit von Bob. Wenn Alice das Messergebnis misst und kennt, hat Alice mehr Informationen über das Qubit von Bob als Bob, aber dies ist eine rein klassische Situation, die durch bedingte Wahrscheinlichkeiten beschrieben wird.

Daher kann die Messung von Alice nur sofort die Informationen von Alice über das Qubit von Bob beeinflussen und nicht mehr.

Das oben Gesagte erklärt nicht die "gruselige Aktion in der Ferne", wir wissen, dass es keine befriedigende Erklärung gibt. Dennoch können wir über Verstrickungen und Messungen streiten, die Paradoxien und Widersprüche vermeiden, und so die Antwort auf die Frage im Titel:

Nein, das stimmt nicht .

— kludg
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Zwei Punkte: 1) Alice, die auf die Messung schaut oder deren Ergebnis kennt, ändert nichts. Ich denke, wir sollten es vermeiden, den Mythos aufrechtzuerhalten, dass Bewusstsein für die Diskussion der Quantenmechanik überhaupt relevant ist. 2) Alices Messung beeinflusst mehr als nur ihre eigenen Informationen über Bobs Qubit, sie kollabiert tatsächlich seinen Zustand und beeinflusst somit die Wahrscheinlichkeit, dass Bob ein bestimmtes Ergebnis misst. (Aber Bob weiß natürlich nicht, wie sich diese Wahrscheinlichkeit geändert hat.) Also ja, die anderen Qubits im verwickelten Zustand sind sofort betroffen, aber nicht auf eine Weise, die Informationen überträgt.

— Betohaku

@Betohaku 1) Alice, die sich die Messung ansieht und deren Ergebnis ignoriert, ist eine ganz normale Art, Dinge in Problemen der Quanteninformationswissenschaft auszudrücken. es hat keine Beziehung zum Bewusstsein und es besteht keine Notwendigkeit, es zu vermeiden. 2) Die Behauptung, dass "die anderen Qubits im verwickelten Zustand augenblicklich betroffen sind", widerspricht der besonderen Relativitätstheorie und sollte vermieden werden. Persönlich habe ich eine subjektive Bayes'sche Sicht auf Wahrscheinlichkeiten angenommen; Wenn Sie also sagen, dass sich die Wahrscheinlichkeit geändert hat, würde ich fragen, für wen. Manchmal kann man denken, dass die Wahrscheinlichkeit objektiv ist, aber im Allgemeinen nicht.

— Kludg

Sie sagen, dass die Messung von Alice Bobs Qubit in keiner Weise beeinflusst, aber ich würde argumentieren, dass dies tatsächlich der Fall ist. Während der reduzierte Zustand von Bob vor und nach der Messung derselbe ist, ist der Zustand von Bob wegen des wohl unvorhersehbaren Ergebnisses der Messung von Alice als Mischung zu bezeichnen, während der Zustand von B nach der Messung von A eine Mischung darstellt Was ist jetzt "rein klassische" Ignoranz über den Staat.

— glS

Anders ausgedrückt, wenn Sie sagen, dass die Messung von A das Qubit von B nicht beeinflusst, müssen Sie auch sagen, dass es keine Korrelation zwischen den Ergebnissen von A und B gibt, was nicht der Fall ist. Was wahr ist, ist, dass ohne die Hilfe eines zusätzlichen Kanals (z. B. Alice, die Bob das Messergebnis mitteilt), Bob keine Informationen über das Messergebnis von A hat

— glS

@glS-Korrelation bedeutet keine Kausalität. Zu sagen, dass die Messung von A das Qubit von B nicht beeinflusst, bedeutet nicht, dass es keine Korrelation zwischen den Messungen von A und B gibt. Ich verstehe Ihren Standpunkt sehr gut, aber wie gesagt, ich erkläre nicht die "gruselige Aktion in der Ferne", ich weiß, dass es nicht möglich ist; und die Erklärung "Die Messung von A beeinflusst das Qubit von B" ist falsch, weil sie der speziellen Relativität widerspricht. Es ist immer noch möglich, sich ohne Widersprüche über Verstrickungen zu streiten, obwohl dies eine unauffällige Änderung der Bedeutung der Wörter mit sich bringt.

— kludg