[論文レビュー] Contextual objectivity and quantum holism

Philippe Grangier|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2003

Quantum Mechanics and Applications参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、量子もつれを『非局所性』ではなく『量子ホリスティシズム』として理解すべきだと主張する。つまり、複合量子系が個々の粒子状態に還元できない、客観的で予測可能な性質を持つということである。個々の粒子が明確な量子状態を持たないことを受けて、ベルの不等式が破られる原因は遠隔作用ではなく、もつれた系のグローバルな性質が客観的に現実的であるためであり、因果関係とローレンツ不変性が保たれる。

ABSTRACT

In our effort to restate a "realistic" approach to quantum mechanics, that would fully acknowledge that local realism is untenable, we add a few more questions and answers to the list presented in quant-ph/0203131. We also suggest to replace the very misleading wording "quantum non-locality" by "quantum holism", that conveys a much better intuitive idea of the physical content of entanglement.

研究の動機と目的

• 『量子非局所性』という用語の広範な使用が、もつれを誤解を招く形で描写していることへの挑戦。
• 複合系の文脈的で包括的な性質を通じて、量子力学が客観的実在論を支持できることの主張。
• ベルの不等式が破られる原因が非局所的影響ではなく、個々の粒子が明確な状態を持たないためであることを示すこと。
• 遠隔作用の概念を、因果的かつ相対論的に整合性のある量子状態伝播の見方へ置き換えること。
• 『量子ホリスティシズム』を、もつれの非古典的でグローバルな性質をより正確かつ誤解を招かない形で表現する用語として提唱すること。

提案手法

• 完全な測定セットに基づいて量子状態を定義し、予測可能性と再現可能性によって客観性を定義する。
• 隠れた変数を含まない物理的量子状態の定義を適用することで、ベルの不等式の背後にある仮定を無効にする。
• EPRの現実性基準を、もつれた系において同時に予測可能な量の部分集合に制限して適用する。
• もつれスワッピングやもつれなしの非局所性を分析し、相関関係が個々の粒子ではなくグローバル状態によって運ばれていることを示す。
• 波動関数の収束が即時の作用ではなく、相対性理論と整合するグローバル状態の客観的現実性の反映であると主張する。
• 量子系が部分に分解できない性質を持つことの強調を目的として、『量子ホリスティシズム』という語用的・概念的転換を提案する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ『量子非局所性』という用語は誤解を招くのか？ そして、もつれの物理的本質をよりよく捉える代替用語は何か？
• RQ2 遠隔作用や隠れた変数を用いずに、量子力学の現実的解釈を維持できるか？
• RQ3 ベルの不等式が破られる中で、どのようにして局所性とローレンツ不変性を保ち続けられるのか？
• RQ4 もつれた系における個々の粒子の物理的状態は何か？ なぜそれらは明確な量子状態を持たないのか？
• RQ5 『量子ホリスティシズム』は、『非局所性』に比べて、もつれをより正確に記述するものなのか？

主な発見

• ベルの不等式の破れは、非局所的影響を要しない。個々の粒子が明確な量子状態を持たないから生じる。
• 複合系の量子状態は、その部分が持たないにせよ、文脈的客観性によって、客観的で予測可能な現実的性質を持つ。
• もつれにおける相関関係は、グローバル状態によって運ばれており、因果的かつ相対論的因果関係を尊重する。
• 『量子非局所性』という用語は誤解を招き、即時の遠隔作用を暗示するため、『量子ホリスティシズム』に置き換えるべきである。
• 量子力学は、超光速信号伝達や非因果的影響を必要としない。表面的なパラドックスは、個々の粒子に現実性を誤って帰属していることに起因する。
• EPRの現実性基準はもつれた系の結合的性質に適用可能であるが、個々の粒子には適用できない。これが、局所実在論が因果関係を破ることなく失敗する理由である。