Benarkah mengatakan bahwa satu qubit dalam keadaan terjerat dapat secara instan mempengaruhi semua yang lain?

Ketika qubit diukur, ada 'keruntuhan fungsi gelombang' sebagai hasilnya dipilih secara acak.

Jika qubit terjerat dengan yang lain, keruntuhan ini juga akan mempengaruhi mereka. Dan cara hal itu memengaruhi mereka tergantung pada cara kami memilih untuk mengukur qubit kami.

Dari sini tampaknya seolah-olah hal-hal yang kita lakukan pada satu qubit memiliki efek instan pada yang lain. Apakah ini masalahnya, atau apakah efek yang terlihat lebih seperti pembaruan Bayesian dari pengetahuan kita tentang qubit?

— James Wootton
sumber

Jawaban:

Memang benar bahwa, dalam deskripsi matematis qubit, operasi pada satu qubit dapat mengharuskan keseluruhan deskripsi diperbarui. Karena itu, ini mempengaruhi deskripsi setiap qubit.

Mereka yang mengambil pandangan 'epistemis' dari deskripsi matematis ini mungkin mengatakan bahwa kita hanya memperbarui pengetahuan kita tentang qubit-qubit lain, dan itu tidak memengaruhi qubit itu sendiri. Namun, mereka yang mengambil pandangan 'ontik' menganggap fungsi gelombang yang dijelaskan oleh matematika mekanika kuantum sebagai properti fisik para qubit. Jadi mereka pasti akan menyimpulkan bahwa operasi pada satu qubit langsung mempengaruhi yang lain.

Saya pikir pandangan ontik lebih umum akhir-akhir ini, di antara mereka yang memiliki pendapat tentang hal-hal ini. Meskipun sebagian besar mengambil opsi 'Tutup mulut dan hitung' dan jangan terlalu memikirkannya.

Masalah menarik lainnya adalah kenyataan bahwa efek sesaat menyebabkan masalah bagi relativitas. Pengamat yang berbeda dalam kerangka referensi yang berbeda dapat tidak setuju pada urutan waktu acara. Jadi satu pengamat mungkin melihat satu qubit digunakan untuk memengaruhi detik, sedangkan pengamat lain mungkin melihat peristiwa yang sama dan menyimpulkan bahwa qubit kedua memengaruhi yang pertama. Keterikatan menghindari konfrontasi langsung dengan relativitas dengan memastikan bahwa pengaruhnya tidak dapat digunakan untuk mengirim informasi apa pun secara instan. Namun demikian, mereka tidak bermain bersama dengan baik. Jadi itu sebabnya kita bisa ragu untuk menyatakan bahwa keterikatan yang sangat kuat memungkinkan efek instan.

Proses teleportasi, saya pikir, adalah cara yang bagus untuk menyatakan bahwa keterikatan memang memungkinkan qubit untuk saling mempengaruhi secara langsung, serta menunjukkan bagaimana kompromi dengan relativitas. Ini adalah proses dimana keadaan qubit secara instan dikirim dari satu qubit ke yang lain, menggunakan keterjeratan. Tetapi negara yang dikirim juga 'diacak' selama proses tersebut. Ini berarti bahwa tidak mungkin pihak penerima bahkan mengkonfirmasi bahwa qubit telah dikirim, tidak peduli bagaimana keadaannya. Namun, pemancar dapat mengirim pesan ke penerima dengan instruksi tentang cara menguraikan qubit. Setelah ini dilakukan, penerima dapat mengkonfirmasi bahwa teleportasi memang mengirim keadaan qubit. Jadi memang ada efek instan,

— James Wootton
sumber

"Jadi satu pengamat mungkin melihat satu qubit digunakan untuk memengaruhi detik, sedangkan pengamat lain mungkin melihat peristiwa yang sama dan menyimpulkan bahwa qubit kedua memengaruhi yang pertama. (...) Jadi itu sebabnya kita bisa ragu untuk menyatakan dengan sangat kuat keterikatan itu memungkinkan efek seketika. " Apakah Anda pikir kita dapat mengatakan bahwa apa yang membuat interaksi seketika adalah tepat seperti ini, bahwa itu sepenuhnya bergantung pada bingkai yang tampaknya memengaruhi mana? Jika A mempengaruhi B dengan penundaan kecepatan cahaya, maka tidak ada bingkai di mana B mempengaruhi A. Hanya dengan penundaan nol apakah ini menjadi tergantung pada bingkai.

— Betohaku

Masalah serupa tentang ketidakcocokan antara intuisi mekanika kuantum dimensi terbatas dan relativitas diberikan di sini Peran faktor tipe III dalam QFT . Dibutuhkan pemahaman bagaimana keadaan berbeda untuk faktor tipe I dan III.

— AHusain

Jika Alice dan Bob memiliki sepasang qubit terjerat dan Alice secara lokal mengukur qubitnya, itu tidak mempengaruhi keadaan lokal qubit Bob dengan cara apa pun. Secara matematis, jika Alice mengukur tetapi tidak melihat hasil pengukuran, matriks kerapatan qubit Bob tidak berubah. Satu-satunya fakta pengukuran Alice tidak mempengaruhi qubit Bob dengan cara apa pun. Jika Alice mengukur dan mengetahui hasil pengukuran, maka Alice memiliki lebih banyak informasi tentang qubit Bob daripada Bob, tetapi ini adalah situasi klasik murni yang dijelaskan oleh probabilitas bersyarat.

Jadi pengukuran Alice hanya dapat secara langsung mempengaruhi informasi Alice tentang qubit Bob, dan tidak lebih.

Kata di atas tidak menjelaskan "tindakan seram di kejauhan", kita tahu penjelasan yang memuaskan tidak ada. Masih kita dapat berdebat tentang keterjeratan dan pengukuran menghindari paradoks dan kontradiksi, dan jadi jawaban untuk pertanyaan dalam judul:

Tidak, itu tidak benar .

— kludg
sumber

Dua poin: 1) Alice yang melihat pengukuran atau mengetahui hasilnya tidak mengubah apa pun, saya pikir kita harus menghindari mengabadikan mitos bahwa kesadaran sama sekali relevan dengan diskusi mekanika kuantum. 2) Pengukuran Alice tidak lebih dari hanya mempengaruhi informasi sendiri tentang qubit Bob, itu benar-benar runtuh keadaannya dan dengan demikian mempengaruhi probabilitas bagi Bob untuk mengukur hasil tertentu. (Tapi tentu saja Bob tidak tahu bagaimana probabilitas ini berubah.) Jadi ya, qubit lain dalam keadaan terjerat terpengaruh secara instan, tetapi tidak dengan cara yang mentransmisikan informasi.

— Betohaku

@Betohaku 1) Alice melihat pengukuran dan mengabaikan hasilnya adalah cara yang cukup umum untuk mengatakan sesuatu dalam masalah sains informasi kuantum; ia tidak memiliki hubungan dengan kesadaran, dan tidak perlu menghindarinya. 2) Penegasan bahwa "qubit lain di negara terjerat dipengaruhi secara instan" bertentangan dengan relativitas khusus dan harus dihindari. Secara pribadi saya mengadopsi pandangan subjektif subjektif tentang probabilitas; jadi jika Anda mengatakan "probabilitas telah berubah" saya akan bertanya "untuk siapa?". Kadang-kadang mungkin untuk berpikir bahwa probabilitas itu objektif, tetapi umumnya tidak.

— kludg

Anda mengatakan bahwa pengukuran Alice tidak memengaruhi qubit Bob dengan cara apa pun, tapi saya berpendapat bahwa itu memang benar. Meskipun benar bahwa keadaan tereduksi Bob adalah sama sebelum dan sesudah pengukuran, sebelum pengukuran, keadaan Bob harus digambarkan sebagai campuran karena hasil yang tak terduga dari pengukuran Alice, sedangkan setelah pengukuran A keadaan B adalah campuran yang mewakili apa yang sekarang merupakan ketidaktahuan "murni klasik" tentang negara.

— glS

Dinyatakan dengan cara lain, jika Anda mengatakan bahwa pengukuran A tidak mempengaruhi qubit B maka Anda juga harus mengatakan bahwa tidak ada korelasi antara hasil A dan B, yang tidak benar. Apa yang benar adalah bahwa, tanpa bantuan saluran tambahan (mis. Alice mengkomunikasikan hasil pengukuran kepada Bob), Bob tidak memiliki informasi tentang hasil pengukuran A

— glS

Korelasi @glS tidak berarti sebab-akibat. Mengatakan bahwa pengukuran A tidak mempengaruhi qubit B tidak berarti bahwa tidak ada korelasi antara pengukuran A dan B. Saya mengerti dengan baik sudut pandang Anda, tetapi seperti yang saya katakan, saya tidak menjelaskan "tindakan seram di kejauhan", saya tahu itu tidak mungkin; dan penjelasan "Ukuran A mempengaruhi qubit B" salah, karena itu bertentangan dengan relativitas khusus. Masih mungkin untuk berdebat tentang keterjeratan tanpa kontradiksi, meskipun itu melibatkan perubahan makna yang tidak mencolok dari kata-kata tersebut.

— kludg