Теорема Пьюзи–Баррета–Рудольфа
Теорема, относящаяся к онтологии квантовой механики

Теорема Пьюзи–Барретта–Рудольфа ( PBR ) [1] — это запретная теорема в квантовых основах, предложенная Мэтью Пьюзи, Джонатаном Барреттом и Терри Рудольфом (в честь которого она и названа) в 2012 году. Она имеет особое значение для интерпретации природы квантового состояния .

Что касается некоторых реалистических теорий скрытых переменных , которые пытаются объяснить предсказания квантовой механики , теорема гласит, что чистые квантовые состояния должны быть «онтическими» в том смысле, что они напрямую соответствуют состояниям реальности, а не «эпистемическими» в том смысле, что они представляют собой вероятностные или неполные состояния знания о реальности.

Теорему PBR можно также сравнить с другими теоремами no-go, такими как теорема Белла и теорема Белла–Кохена–Шпеккера , которые, соответственно, исключают возможность объяснения предсказаний квантовой механики с помощью локальных теорий скрытых переменных и неконтекстуальных теорий скрытых переменных. Аналогично, можно сказать, что теорема PBR исключает теории скрытых переменных, независимые от подготовки , в которых квантовые состояния, которые готовятся независимо, имеют независимые описания скрытых переменных.

Этот результат был процитирован физиком-теоретиком Энтони Валентини как «самая важная общая теорема, касающаяся основ квантовой механики со времен теоремы Белла ». [2]

Теорема

Эта теорема, которая впервые появилась как препринт arXiv [3] и впоследствии была опубликована в Nature Physics [1] , касается интерпретационного статуса чистых квантовых состояний. Согласно классификации моделей скрытых переменных Харригана и Спеккенса [4] , интерпретация квантовой волновой функции может быть отнесена к категории ψ -онтической, если «каждое полное физическое состояние или онтическое состояние в теории согласуется только с одним чистым квантовым состоянием», и ψ -эпистемической, «если существуют онтические состояния, которые согласуются более чем с одним чистым квантовым состоянием». Теорема PBR доказывает, что либо квантовое состояние является ψ -онтическим, либо незапутанные квантовые состояния нарушают предположение о независимости подготовки, что повлекло бы за собой действие на расстоянии . | ψ ⟩ {\displaystyle |\psi \rangle } | ψ ⟩ {\displaystyle |\psi \rangle }

В заключение мы представили теорему no-go , которая — по модулю предположений — показывает, что модели, в которых квантовое состояние интерпретируется как простая информация об объективном физическом состоянии системы, не могут воспроизвести предсказания квантовой теории. Результат в том же духе, что и теорема Белла, которая утверждает, что никакая локальная теория не может воспроизвести предсказания квантовой теории.

—  Мэтью Ф. Пьюзи, Джонатан Барретт и Терри Рудольф, «О реальности квантового состояния», Nature Physics 8 , 475-478 (2012)

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Pusey, MF; Barrett, J.; Rudolph, T. (2012). «О реальности квантового состояния». Nature Physics . 8 (6): 475– 478. arXiv : 1111.3328 . Bibcode : 2012NatPh...8..476P. doi : 10.1038/nphys2309. S2CID  14618942.
  2. ^ Райх, Эжени Сэмюэл (17 ноября 2011 г.). «Квантовая теорема потрясает основы». Nature . doi :10.1038/nature.2011.9392. S2CID  211836537 . Получено 20 ноября 2011 г. .
  3. ^ Пьюзи, Мэтью Ф.; Барретт, Джонатан; Рудольф, Терри (2011). «Квантовое состояние не может быть интерпретировано статистически». arXiv : 1111.3328v1 [quant-ph].
  4. ^ Харриган, Николас; Спеккенс, Роберт В. (2010). «Эйнштейн, неполнота и эпистемический взгляд на квантовые состояния». Основы физики . 40 (2): 125– 157. arXiv : 0706.2661 . Bibcode :2010FoPh...40..125H. doi :10.1007/s10701-009-9347-0. ISSN  0015-9018. S2CID  32755624.
  • Дэвид Уоллес (18 ноября 2011 г.). "Гостевой пост: Дэвид Уоллес о физичности квантового состояния". Discover Magazine (блог) . Kalmbach Publishing Co . Получено 20 ноября 2011 г.
  • «Исследование показывает, что квантовая волновая функция — реальный физический объект». Slashdot . 18 ноября 2011 г. Получено 20 ноября 2011 г.
  • Мэтт Лейфер (20 ноября 2011 г.). «Можно ли интерпретировать квантовое состояние статистически?». Математика — Физика — Блог квантовой теории . Получено 24 ноября 2011 г.
  • Лейфер, Мэтт (2014). «Реально ли квантовое состояние? Расширенный обзор теорем ψ-онтологии». Quanta . 3 (1): 67– 155. arXiv : 1409.1570 . doi :10.12743/quanta.v3i1.22. ISSN  1314-7374. S2CID  119295895.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pusey–Barrett–Rudolph_theorem&oldid=1223058415"