8 obserwujących
32 notki
19k odsłon
  199   0

Nielokalność kwantowa - część IIIb Testy nierównosci Bella, stany GHZ

eksperymentalna weryfikacja nierówności Bella, stany GHZ

Pierwsze testy nierówności Bella przeprowadził John Clauser ze swoim zespołem (1972):
S. J. Freedman and J. F. Clauser, Experimental test of local hidden-variable theories, Physical Review Letters 28, 938 (1972).
a w pełniejszej formie Alain Aspect ze swoim zespołem (1981-1982):
A. Aspect, P. Grangier, G. Roger, Experimental Realization of EinsteinPodolsky–Rosen–Bohm Gedankenexperiment:
A New Violation of Bell’s Inequalities, Physical Review Letters 49, 91 (1982).


W owym czasie tj. na początku lat 80-tych XX wieku rozpraszanie parametryczne nie było jeszcze dobrze rozumiane, dlatego dla przygotowania wymaganych stanów splątanych wykorzystywano stany splątane ansamblu atomów.

Dziurę lokalności  zamknęła grupa Antonna Zeilingera (1998):
G.Weihs, T. Jennewein, C. Simon, H.Weinfurter, A. Zeilinger, Violation of Bell’s inequality under strict
Einstein locality conditions, Physical Review Letters 81, 5039 (1998).


„Alicje” i „Boba” dzielił dystans 400 metrów, a dla wyboru baz eksperymentu były wykorzystywane kwantowe generatory liczb losowych.
Dziura detekcji została po raz pierwszy zamknięta przez grupę Davida Winelanda (2001):
M. A. Rowe, D. Kielpinski, V. Meyer, C. A. Sackett,W. M. Itano, C. Monroe, D. J.Wineland, Experimental
violation of a Bell’s inequality with efficient detection, Nature 409, 791 (2001).


ale wykorzystywała ona w tym celu nie fotony, a kubity zbudowane na jonach berylu w pułapce magnetycznej. Uwięzione w pułapce jony mogą w niej przebywać bardzo długo, a ich stany kwantowe można przy tym mierzyć z wysoką efektywnością. Jednakże dwa jony, na których prowadzono dany eksperyment, znajdowały się w jednej pułapce w odległości wzajemnej zaledwie kilku mm. Stąd widać, że na wynik tego eksperymentu mogła znacząco wpływać dziura lokalności.

W 2015 roku w przeciągu trzech miesięcy opublikowane zostały od razu trzy artykuły referujące wyniki eksperymentów
w których zamknięto jednocześnie obie dziury. W pierwszym z nich eksperymentatorzy pod kierownictwem Ronalda Hansona :
B. Hensen et al., Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres,
Nature 526, 682 (2015).


zdołano obejść dziurę detekcji poprzez wykorzystanie wymiany splątania dla splątania długo żyjących stanów spinu elektronów dwóch  azoto- domieszkowych  sieciach diamentu  (nitrogen-vacancy centers in diamonds ) umieszczonych w odległości 1,3 km.

W dwóch pozostałych eksperymentach –pod kierownictwem, odpowiednio A. Zeilingera:
M. Guistina et al. Significant-loophole-free test of Bell’s theorem with entangled photons, Physical
Review Letters 115, 250401 (2015).

 i L. Shalm'a:
L. K. Shalm et al. A strong loophole-free test of local realism, Physical Review Letters 115, 250402 (2015).
 dla zmniejszenia związanych z propagacją i detekcją fotonów strat poniżej progowych, użyto sprytnych przyrządów wykorzystujących rozpraszanie parametryczne i wysokoefektywne detektory


W pierwszej kolejności polecam kolejny rozdział (szósty ) z książki :

Wyzwanie kwantowe.Współczesne badania podstaw mechaniki kwantowej.George Greenstein, Arthur G. Zajonc

Dalej można zapoznać się z zalikowanymy tekstem:

www.fizyka-teoretyczna.pl/fizyka/Nielokalnosc_kwantowa_czIIIb.pdf

gdzie m.in. znaleźć można tłumaczenia artykułów :                  

Eksperymentalne testy nierówności Bella Marco Genovese (od str. 124 )
Twierdzenie Bella bez nierówności: Pochodzenie i zakres twierdzenia GHZ  Olival Freire jr. Osvaldo Pessoa jr.  (od str. 141 )

z książki :
QUANTUM NONLOCALITY AND REALITY 50 Years of Bell’s Theorem Edited by MARY BELL, SHAN GAO ; Cambridge University Press 2016

Tam też omówienie kolejnego "poziomu" splątania - stanów GHZ, jak również krótkie omówienie prekursywnego doświadczenia Fransona, oraz doświadczeń grupy Ursina.


Literatura.
1. Duch w atomie. Dyskusja o paradoksach teorii kwantowej red. P.C.W. Davies, J. R. Brown CIS 1996

2. Nowa era kwantowa Od twierdzenia Bella do obliczeń kwantowych i teleportacji Andrew Whitaker
Oxford University Press 2012 (tłumaczenie własne w przygotowaniu )

3. The Quantum Revolution in Philosophy Richard Healey

Oxford University Press 2017 (tłumaczenie własne w przygotowaniu )

Lubię to! Skomentuj5 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie