从爱因斯坦非定域性到冯·诺依曼实在
From Einstein Nonlocality to Von Neumann Reality
摘要:
最近的非定域性结果支持了一个新的现实图片建立在约翰冯诺依曼的想法
英文摘要:
Recent nonlocality results support a new picture of reality built on the ideas of John von Neumanm
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。
From Einstein Nonlocality to Von Neumann Reality
Henry P. Stapp
最近的非定域性结果支持了一个新的现实图片建立在约翰冯诺依曼的想法
Recent nonlocality results support a new picture of reality built on the ideas of John von Neumanm
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。
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What Do These Correlations Know About Reality? Nonlocality and the Absurd
为了纪念丹尼尔·格林伯格的65岁生日,我为后代记录了他的两个精彩的例子,提供了一个关于量子相关性的重要定理的证明,即使是我们这些60岁以上的人也能理解,并建议,试图让它看起来很愚蠢,引用“量子非定域性”作为对这种相关性的解释可能太便宜了,这是摆脱困境的一种方法。
The role of von Neumann and Lüders postulates in the EPR-Bohm-Bell considerations: Did EPR make a mistake?
我们表明,投影公设起着至关重要的作用,在讨论所谓的“量子非局域性”,特别是在EPR的论点。我们强调,原来的冯诺依曼投影假设是至关重要的修改,将其扩展到可观测的简并光谱(Lüders假设),我们表明,这种修改是非常值得怀疑的从物理的角度来看,它是真正的来源“量子非局域性”。使用原来的冯诺依曼假设消除了这个问题:而不是“在距离的作用”-非局域性,我们得到一个经典的测量非局域性。看来EPR在他们1935年的论文中确实犯了错误:如果正确地使用冯·诺依曼投影假设,那么没有“现实元素”可以分配给纠缠系统。我们对EPR和投影假设的分析使玻尔在回答爱因斯坦问题时的考虑更加清楚。
The operational reality of quantum nonlocality
通过对与$B$纠缠的系统$A$的测量而对系统$B$的量子态的远程测量扰动是否构成真实扰动--即,一个客观的改变--在操作意义上的$B$?采用信息理论的标准,仅出于操作上的考虑,我们认为,有问题的干扰是真实的可操纵相关性的一个子集。这个结果突出了量子无信号和相对论信号局域性之间的区别。它进一步提出了一个自然的原因,为什么凸运算理论应该是非信号:即,以确保减少系统和那些单一的系统的属性之间的一致性。
How a single particle modifies the physical reality of two distant others simultaneously: a quantum nonlocality and weak value study
波粒二象性的概念是量子理论的一个关键要素,它已经在几个实验实现中被显著地发现,如在著名的双缝实验中。在这种特殊情况下,单个粒子似乎同时穿过两个分开的狭缝。然而,永远不可能在两个狭缝中都测量它,这自然地表现为坍缩假设的一种表现。在这方面,人们也可以问,一旦粒子的坍缩可以避免,是否有可能同时在两个狭缝处“感知”粒子的存在。在这篇文章中,我们使用最近提出的纠缠调解协议,提供了一个肯定的回答这个问题。它表明,光子的行为像一个波,即,它似乎同时出现在两个遥远的地方,可以改变这些地方的两个现有的物理现实。对这种光子留下的“弱迹”的计算也加强了本文论证的有效性。
Bell Nonlocality and the Reality of Quantum Wavefunction
量子波函数的地位是量子基础中最有争议的问题之一--它是否直接对应于现实,或者仅仅代表关于现实某个方面的知识或信息。在这封信中,我们提出了一个{ \it $ψ$ -本体}定理,排除了一类本体论的解释,量子波函数被视为纯粹的信息。我们的结果,不像著名的Pusey-Barrett-Rudolph定理,并不假定产品量子制剂的整体本体属性的情况下。在我们推导的核心,我们利用了约翰S。贝尔排除了任何量子理论的局部现实世界观。我们发现,所观察到的量子非局域性现象不能纳入一类$ψ$ -认识模型。利用著名的Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式,我们得到了一个阈值上的认识度的界限,超过这个界限,本体论模型与量子统计不兼容。
A measure of physical reality
从观察是真实的前提下,它被测量后,我们设想一个基于断层扫描的协议,使我们能够提出一个量化的程度的不确定性的观察给定的量子态。然后,我们发现,只有当一个可观察到的是不量子相关的告密者的现实可以推断本地。换句话说,量子不和谐排除了爱因斯坦的可分离现实的概念。此外,通过监测在远程系统上测量时本地现实的变化,我们被引导来定义非局部性的度量。证明了上界的不和谐的相关性,并要求作为一个基本成分的不确定性,我们的措施信号非局部性,即使是可分离的状态,从而揭示了非局部方面,没有捕获的贝尔不等式违反。
From the No-Signaling Theorem to Veiled Nonlocality
根据无信号定理,通过在远程位置对纠缠粒子的孪生粒子进行测量而导致的纠缠粒子波函数的非局域坍缩不能用来发送有用的信息。鉴于非定域关联的实验仍然存在漏洞,我们提出了一个更强的原理,即量子力学本身的非定域性是被掩盖的。实际上,退相干和噪声迫使我们将波函数视为代表潜在结果的知识,而不是现实。支持裸非定域性的实验证据将支持波函数作为物理实在的客观描述的观点。
Quantum Uncertainty and Nonlocality: Are they Correctly Understood?
在一篇简短的文章[1]中,塞弗提到了爱因斯坦和薛定谔的著作,并得出结论说,在对量子理论的赞美之声下面,有一种持续不断的混乱杂音。值得注意的是,“杂音”并不一定是取代任何科学理论的原因,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出的问题,以及薛定谔对EPR论文的回应,已经被吉弗托普洛斯和冯·斯帕科夫斯基[2]满意地解决了,使无情的杂音变得无声和毫无根据。
Conditional steering under von-Neumann scenario
在[ \href{http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/037596019290711T}{Phys. Lett. A {\bf 166}, 293 (1992)} ]中,Popescu通过研究当$n-2$数目的粒子对它们的粒子进行投影测量时对局域实在论的二体破坏,刻画了纯$n$-二体纠缠系统的非局域性.在这种情况下,一个相关的问题是类似的表征是否是可能的$n$ -partite混合纠缠态。在目前的工作中,我们遵循了类似的方法,以探讨是否给定一个三方混合纠缠态的条件二分态通过执行第三方的投影测量,表现出较弱形式的非局域性,量子转向。我们还比较了这种新的现象,有条件的指导与现有的概念,三方的相关性。有趣的是,三方国家不需要真正纠缠在一起来证明有条件的指导。
Nonanomalous measure of realism-based nonlocality
基于最近提出的物理现实模型和上下文非定域性的基本准则[A。L. O. Bilobran和R. M.安吉洛,欧罗巴。Lett. { \bf 112},40005(2015)],我们引入了一个基于实在论的二分量子态非定域性的量词,这个概念与贝尔非定域性有很大的不同。我们证明,这种措施减少到纠缠纯态,从而在任意维度的异常,并确定类的状态与零实境为基础的非局域性。然后,我们表明,这样一个概念的非局部性可以定位在一个低层次的量子量词的层次结构内,这意味着它可以发生,甚至可分离的状态。这些结果为非定域性研究打开了一个不同的视角。
From Einstein's Theorem to Bell's Theorem: A History of Quantum Nonlocality
在这个爱因斯坦物理年里,看一下爱因斯坦工作的一个经常被淡化的重要方面似乎是合适的:他对解释量子力学的辩论的贡献。与流行的观点相反,玻尔对爱因斯坦1935年对正统量子力学的完整性的攻击(EPR论文)没有辩护。我认为,爱因斯坦的论证,正如在1946年最清楚地陈述的那样,可以被公正地称为爱因斯坦的实在-定域性-完备性定理,因为它证明了这三个定理中的一个必定是假的。爱因斯坦的直觉是,正统的量子力学的完整性是错误的,但他未能找到一个更完整的理论,尊重现实和局域性。爱因斯坦的定理,可能是爱因斯坦的失败,激发了约翰·贝尔在1964年证明他的实域性定理。这加强了爱因斯坦的定理(但表明他的追求是徒劳的),证明了现实或局部性是一个错误。这首次揭示了量子世界的完全非定域性。
Bell Nonlocality in Classical Systems Coexisting with other System Types
针对经典实在论解释,论文构建包含经典子理论并允许经典与反经典系统纠缠的玩具理论,证明仅测量经典系统的双方场景也可违反 Bell 不等式,从而否定测量结果通常由潜在实在预定的观点。
Einstein and Bell, von Mises and Kolmogorov: reality and locality, frequency and probability
我们进行频率分析的EPR贝尔论证。我们的研究的主要结果之一是,存在的概率分布的Kolmogorov型,这是假设一些作者是一个数学假设,可能不支持实际的物理量子过程。事实上,量子粒子和测量设备的隐变量的频率可能会在实验的不同运行中波动。这些微观参数的频率波动不需要与物理观测值的频率稳定相矛盾。然而,如果微观参数在统计上也是稳定的,那么违反贝尔不等式及其推广可能是两个不同测量设备对应的集体依赖的结果。这种依赖性意味着违反了同时概率分布的因式分解规则。在形式上,这个规则与著名的BCHS局部性条件(或结果独立条件)相一致。然而,频率方法意味着对相关性的完全不同的解释。它不是事件的依赖,而是集体的依赖。这种依赖性可以通过相同的制备过程来诱导。
EPR Paradox, Quantum Nonlocality and Physical Reality
80年前,爱因斯坦证明了对波函数约化的一种特殊解释会导致一个悖论,如果采用量子力学的统计解释,这个悖论就会消失。根据统计学解释,波函数只描述了一组准备相同的物理系统。寻找一个直观的解释远距离测量的结果之间的相关性,进行对准备在自旋单态的物理系统,约翰贝尔分析了本地现实的隐变量模型,并证明了符合这些模型的相关性满足贝尔不等式违反了一些预测的量子力学。几种不同的局部模型的构建,各种不等式证明和实验数据被违反。一些物理学家得出结论,自然界绝对不是局部的。我们强烈反对这一结论,我们批判性地分析了一些有影响力的有限样本证明各种不等式和所谓的量子兰迪挑战。我们还展示了如何赢得所谓的贝尔博弈。不等式的违反并不证明相关性的局部和因果解释是不可能的。对不等式的违反只是对反事实的确定性和对认为实验结果是以不可约的随机方式产生的观点的有力论证。我们还解释了样本同质性漏洞的含义,并展示了它如何使统计显著性检验无效。我们指出,这个漏洞并没有在最近的几个实验测试本地现实主义关闭。
Making Sense of Bell's Theorem and Quantum Nonlocality
贝尔定理自1964年的论文以来一直吸引着物理学家和哲学家,这篇论文是为了回应爱因斯坦,波多尔斯基和罗森1935年的论文而写的。贝尔定理和它的许多扩展导致了量子力学和推论自然本身是非定域的,在这个意义上,一个观察者在一个位置对一个系统的测量对一个遥远的“纠缠”系统(一个原始系统先前已经相互作用的系统)有直接的影响。爱因斯坦对这种“幽灵般的超距作用“感到厌恶,并怀疑量子力学是否能提供对物理现实的完整描述。在本文中,我认为量子力学并不需要任何形式的超距超距作用,但质疑量子力学能够提供对物理实在的完整描述的假设是完全合理的。纠缠量子态的魔力与纠缠无关,而与叠加有关,叠加是所有量子系统的一个属性,也是量子力学的一个基本原则。
Quantifying continuous-variable realism
由爱因斯坦、波多尔斯基、罗森和贝尔的开创性著作引发的争论,将实在论和非定域性的概念置于几乎所有哲学和物理讨论的核心,这些讨论是量子力学基础的基础。然而,虽然实验标准和量词现在已经很好地建立了非定域性,但没有明确的定量测量与连续变量(如位置和动量)相关的真实程度。这项工作旨在填补这一空白。考虑到位置和动量是有效的离散可观测量,我们实现了投影测量的操作概念,并由此实现了这些量的真实性准则。然后,我们介绍了一个量化的离散连续变量的非现实性的程度,当应用到共轭对的位置动量,是服从不确定性关系,这意味着量子力学防止经典现实主义的共轭量。作为我们的形式主义的应用,我们研究现实的元素的出现在一个实例中,高斯状态提交给耗散动力学所隐含的Caldirola-Kanai哈密顿。特别是,在平衡点,我们与测量问题建立了一些联系,并确定了可以作为静止概念的量子对应物的方面。
Quantifying the mesoscopic nature of the Einstein-Podolsky-Rosen nonlocality
该研究针对贝尔非定域性证据多局限于微观系统的问题,通过EPR操控参数量化介观光子与BEC系统的非定域性,还给出了用Duan-Giedke-Cirac和Zoller方差判据确定纯双模EPR态粒子数下界的方法并应用于实验。
Bell's Inequality, Quantum Measurement and Einstein Realism: A Unified Perspective
本文重新讨论了贝尔不等式的逻辑基础。我们认为支撑贝尔不等式的实在条件的形式来自于解决量子测量问题的要求。因此,任何违反贝尔不等式必然意味着非定域性,因为测量问题。贝尔不等式的确定性和随机配方的影响的差异突出。贝尔不等式中使用的现实条件被证明是爱因斯坦后来的现实主义形式的概括。
Photons uncertainty solves Einstein-Podolsky-Rosen paradox
爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)指出,量子力学对“物理实在”的描述意味着在遥远的测量之间存在非物理的、瞬时的作用。为了避免这种超距作用,EPR得出结论,量子力学必须是不完整的。然而,它的扩展涉及额外的“隐藏变量”,允许恢复的决定论和局部性,已被证伪实验(贝尔定理)。在这里,我提出了一个相反的解决方案的悖论的基础上更大的不确定性的现代量子场论(QFT)描述的粒子物理学,防止任何状态的准备具有一定数量的粒子。光子辐射中的不确定性在量子信息理论(例如密码学和隐形传态)中具有有趣的后果。此外,由于它比旧的非相对论性量子力学允许更少的EPR物理实在元素,QFT满足EPR完备性条件而不需要隐变量。剩余的物理实在永远不会违反定域性,从而以一种解释无关的方式消除了“量子非定域性”的唯一客观证明。另一方面,EPR关联的非定域性也成为理论解释的一个问题。如果我们不依赖于隐藏变量或超越QFT的新物理,唯一可行的解释是一个最小的统计解释,它保留了局域性和洛伦兹对称性。
Einstein-Podolsky-Rosen paradox and quantum steering in pulsed optomechanics
我们描述了如何在介观机械振荡器和光脉冲之间产生爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)悖论。我们发现两种类型的悖论,定义是否是振荡器或脉冲,显示效果薛定谔所谓的“转向”。只有振子佯谬解决了大质量系统的介观局部实在性问题。在这种情况下,EPR的“实在元素”被定义为振荡器,而这些实在元素被证伪(如果量子力学是完整的)。对于这种悖论,我们表明,存在一个热势垒,这意味着一个阈值水平的脉冲振荡器相互作用是需要一个给定的热占领n_0的振荡器。我们发现,没有等效的热势垒的纠缠的脉冲与振荡器,也没有EPR悖论,解决本地的现实光学系统。最后,我们研究了两个纠缠振子之间EPR佯谬的可能性。我们的工作突出了热噪声对量子非局域性的非对称效应。
A Modest View of Bell's Theorem
自爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)的开创性论文发表以来的80年里,物理学家和哲学家一直在思考量子力学中令爱因斯坦困扰的“幽灵般的超距作用”。在他对EPR型纠缠量子态的正式分析中,贝尔(1964)得出结论,任何旨在重现量子力学预言的隐变量理论都必须是非定域的,并且允许超光速相互作用。这并不直接意味着非定域性是量子力学的一个特征,更不用说是自然界的一个基本属性了;然而,许多物理学家和科学哲学家确实持有这种信念。该领域的专家经常使用“非定域性”一词来表示量子纠缠的特定非经典方面,不要将该术语与超光速相互作用混淆。然而,许多物理学家似乎从字面上理解这个术语。我试图通过强调贝尔型纠缠的相关性是普通量子叠加的结果,而不需要引入非定域性来消除对后者的误解。EPR论文的结论不是量子力学是非定域的,而是它是对现实的不完整描述。出于不同的原因,包括我在内的许多物理学家都同意爱因斯坦的观点,即量子力学必然是对现实的不完整描述。
Von Neumann's Formulation of Quantum Theory and the Role of Mind in Nature
正统的哥本哈根量子理论放弃了对我们所处的现实的理解,而满足于描述我们观察之间联系的实用规则。许多物理学家认为,放弃描述自然本身的尝试还为时过早,约翰·冯·诺依曼在一部重要著作中,将量子理论重新表述为演化中的客观宇宙理论。在他的工作过程中,他把哥本哈根解释的一个严重缺陷转化为一个好处,即把它引入人类观察者的物理理论。他利用量子理论中的这种主观因素,在哲学的主要问题上取得了重大进展,即理解心灵与物质之间的关系。牛顿和笛卡尔的著作把这个问题与物理学理论紧密联系在一起。目前的工作审查的主要问题,似乎阻碍了发展冯诺依曼的理论成为一个完全令人满意的理论性质,并提出解决这些问题。
Violation of Bell-type Inequalities on Mutually-commuting von Neumann Algebra Models of Entanglement Swapping Networks
本文研究了互易交换冯·诺依曼代数模型中的贝尔不等式违反,将双参与情况推广到三参与情况,探讨了冯·诺依曼代数结构对贝尔非本地性的影响。
Einstein, incompleteness, and the epistemic view of quantum states
量子态代表了实在还是我们对实在的认识?为了使这种区分更加精确,我们得出了量子理论隐变量模型的一种新分类。事实上,每一类的代表都可以在二维希尔伯特空间的现有结构中找到。我们的方法也为量子理论的非定域性和不完备性的论证提供了一个富有成效的新视角。具体来说,我们表明,模型中的量子态的真实的东西的状态,局部性的失败可以通过一个参数比贝尔定理更直接。当人们认识到爱因斯坦在1935年提出的不完全性论证中也有同样的推理时,这个结果的历史意义就变得显而易见了。这一事实表明,爱因斯坦所寻求的不仅仅是量子理论的任何完善,而是一个量子态完全代表我们知识的理论。我们的假设得到了以下分析的支持:爱因斯坦试图澄清他对量子理论的观点,以及他从1927年开始放弃一个更简单的不完备性论证的情况。
Neutral monism, perspectivism and the quantum dualism: An essay
介绍了Wigner-von Neumann解释下的量子力学。这一理论的特点是:1)在信息中性一元论中统一的物质和意识之间的量子二元论,2)量子透视主义,它扩展到哥本哈根解释和多世界形式主义之间的互补性,3)类似于莱布尼茨平行论的心理物理因果闭合,以及4)量子唯我论,也就是说,在一个现实中,经典状态只是潜在存在的,直到有意识的观察。
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