[論文レビュー] "Without in Any Way Disturbing the System": Illuminating the Issue of Quantum Nonlocality

Arkady Plotnitsky|arXiv (Cornell University)|Dec 9, 2019

Quantum Mechanics and Applications参考文献 50被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、量子非局所性を量子力学の基礎から排除できるのではなく、むしろ量子力学の相互接続的特徴として理解すべきであると主張する。プロットニツキーは「現実性を伴わない現実性（RWR）」の立場を擁護し、非局所性が測定装置の役割、離散性、双対性、もつれ、確率的予測といった他の量子力学的特徴と深く結びついていること、したがって量子枠組みから切り離せないものであることを示している。非局所性は、排除すべき現象ではなく、量子現象を理解する上で解明すべきものである。

ABSTRACT

In several recent communications (Khrennikov 2019a, b, c, 2020a, b), A. Khrennikov argued for "eliminating the issue of quantum nonlocality" from the analysis of quantum entanglement and quantum phenomena in general. He proposed to differentiate quantum and classical phenomena and entanglement not by their respective nonlocality and locality, as is common, but by the discreteness of quantum phenomena vs. the continuity of classical phenomena, supplemented by Bohr's complementarity in the case of quantum phenomena. As I argue here, however, the question may not be that of "eliminating the issue of quantum nonlocality" but instead of illuminating this issue, a task that can, I also argue, be pursued by relating quantum nonlocality to other key features of quantum phenomena. I suggest that the following features of quantum phenomena and quantum mechanics, distinguishing them from classical phenomena and classical physics--(1) the irreducible role of measuring instruments in defining quantum phenomena; (2) discreteness; (3) complementarity; (4) entanglement; (5) quantum nonlocality; and (6) the irreducibly probabilistic nature of quantum predictions--are all interconnected in defining quantum phenomena and distinguishing them from classical ones, so that it is difficult to give an unconditional priority to any one of them. To argue this case, I consider quantum phenomena and quantum mechanics from a nonrealist or, in terms adopted here, "reality-without-realism" (RWR) perspective. This perspective extends and gives new dimensions to Bohr's view, grounded in his analysis of the irreducible tole of measuring instruments in the constitution of quantum phenomena, with quantum measurement defined by the entanglements between the quantum object under investigation and the instrument used.

研究の動機と目的

• A. クレニコフが量子非局所性を量子力学の基礎から排除可能であると主張するのを挑戦すること。
• 非局所性を理解する上で、排除するのでなく、解明すべきものであると主張すること。
• 測定装置の役割、離散性、双対性、もつれ、非局所性、確率的予測といった、量子力学の主要な特徴の相互依存性を示すこと。
• ボールの双対性と測定に基づく実在論的枠組みを拡張する「現実性を伴わない現実性（RWR）」解釈を提唱・擁護すること。
• 量子と古典の違いを特徴づける際、量子力学のどの特徴も他の特徴に対して絶対的な優先順位をもたせることはできない、という主張

提案手法

• 非実在論的で「現実性を伴わない現実性（RWR）」の立場を採用し、量子測定と現象を再定式化すること。
• 測定器の役割が量子現象を定義する役割を果たすことを分析し、量子対象とのもつれを強調すること。
• 量子力学の6つの核心的特徴（測定装置の役割、離散性、双対性、もつれ、非局所性、確率的予測）の相互関係を検討すること。
• クレニコフの提案を概念的分析することで、非局所性ではなく離散性と双対性を量子と古典の違いの根拠とする試みを検証すること。
• 哲学的および基礎的分析を通じて、非局所性が異常ではなく、整合的な量子枠組み内での必須特徴であると主張すること。
• 改訂版では、新たな参考文献と明確化を加え、付録を追加することで、概念的枠組みを強化すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子非局所性は、もつれや量子現象の分析から意味的に排除できるか？
• RQ2 測定依存性、離散性、双対性、もつれ、非局所性、確率といった、量子力学の主要な特徴どうしが、どのように相互に結びついているか？
• RQ3 測定器の役割は、量子現象を構成するために果たす役割は何か？ そしてそれは非局所性とどのように関係するか？
• RQ4 非局所性は、量子力学の根本的特徴であるのか、それとも離散性や双対性といった他の特徴に還元可能なのか？
• RQ5 「現実性を伴わない現実性（RWR）」解釈は、ボールの双対性と測定に基づく実在論的枠組みをどのように拡張し、非局所性をよりよく理解する手がかりを提供するのか？

主な発見

• 量子非局所性は、量子力学の基礎から排除できない。むしろ、量子力学の根幹的特徴として理解されなければならない。
• 測定装置の役割、離散性、双対性、もつれ、非局所性、確率的予測という量子力学の6つの主要特徴は、深く相互に結びつき、互いに強化し合っている。
• 量子と古典の違いを特徴づける際、どの特徴も絶対的な優先順位をもたせることはできず、それらの相互依存性が量子領域を規定する。
• 「現実性を伴わない現実性（RWR）」の立場は、ボールのアイデアを拡張し、実在論的実在論を必要としないが、整合的な枠組みを提供する。
• クレニコフの提案（非局所性を離散性と双対性に置き換えることによって、量子と古典の違いを特徴づける）は、量子特徴の概念的統一性を十分に説明できていない。
• 改訂版では、追加の明確化、参考文献、および付録を加えることで、非局所性に対するRWRアプローチの概念的整合性が強化された。