[論文レビュー] On the measurement problem with entangled photons and the possibility of local hidden variables

Eugen Muchowski|arXiv (Cornell University)|Apr 26, 2016

Quantum Mechanics and Applications参考文献 14被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、エンタングルド光子の偏光測定に対して局所的隠れ変数モデルを提案し、ベルの定理に挑戦する。測定装置の設定と光子の偏光に基づいて偏光子の出力を決定する決定論的隠れパラメータを導入することで、非局所性を伴わずに量子相関を説明できると主張する。非局所性を伴わない局所的実在論的代替案を提示する。

ABSTRACT

It is shown that there is no remote action with polarization measurements of photons in singlet state. A model is presented introducing a hidden parameter which determines the polarizer output. This model is able to explain the polarization measurement results with entangled photons. It refutes Bell's Theorem.

研究の動機と目的

• エンタングルド光子系における測定問題を、局所的実在論的説明によって解決すること。
• 光子の偏光測定の文脈において、ベルの定理の妥当性に挑戦すること。
• スイングレット状態の光子対における量子相関が、非局所的影響なしに説明可能であることを示すこと。
• 偏光測定における偏光子出力を完全に決定する決定論的隠れパラメータを導入すること。

提案手法

• 光子の偏光と測定装置の設定に基づいて、偏光子の出力を決定する隠れパラメータを導入する。
• 測定プロセスを確率論的ではなく決定論的とみなす。古典的変数を用いて量子統計を再現する。
• 古典的シミュレーションフレームワークを用いて、エンタングルド光子のEPR-ベル型実験で観測される相関関数を再現する。
• スイングレット状態にモデルを適用し、予測される相関関数が量子力学的予測と一致することを示す。
• 測定結果が局所的パラメータと隠れ変数にのみ依存するため、非局所性を回避していると主張する。
• 実験結果、特に0°および180°の設定での完全な反相関が、モデルと整合することを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 エンタングルド光子の偏光測定で観測される相関は、局所的隠れ変数モデルで説明可能か？
• RQ2 ベルの定理は、光子の偏光測定の文脈において局所的実在論を排除するのに適切か？
• RQ3 非局所性を伴わず量子統計を再現する決定論的メカニズムが偏光子出力に存在するか？
• RQ4 光子のエンタングルメントにおける測定プロセスは、非局所的影響を排除して古典的パラメータで完全に記述可能か？

主な発見

• モデルはスイングレット状態のエンタングルド光子に対して、量子力学的相関関数を再現し、予測されるcos²(θ)依存性と一致する。
• 論文は、エンタングルド光子の偏光測定において、非局所的（遠隔的）作用が発生しないと主張する。測定結果は局所的隠れ変数によって決定されるためである。
• 提案されたモデルを用いる限り、ベルの定理が光子の偏光実験における局所的隠れ変数理論を排除しないと主張する。
• モデルは0°および180°の設定での完全な反相関を、実験観測と整合する形でうまく説明できる。
• 論文は、ベル型定理における統計的独立性の仮定が、この文脈では不適切である可能性があり、これにより局所的実在論が可能になると主張する。
• 結果は、特定の光子の偏光測定分野においてベルの定理の反証であると主張する。