[논문 리뷰] "Without in Any Way Disturbing the System": Illuminating the Issue of Quantum Nonlocality

Arkady Plotnitsky|arXiv (Cornell University)|2019. 12. 09.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 50인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 양자 얽힘과 양자 현상 분석에서 양자 비국소성이 제거될 수 없다고 주장하며, 오히려 양자역학의 상호연결된 특성으로 조명되어야 한다고 주장한다. 플롯니츠키는 '현실이지만 실재론이 아닌'(RWR) 관점을 주장하며, 비국소성이 측정 장치의 역할, 이산성, 보완성, 얽힘, 확률적 예측 등 다른 양자 특성들과 깊이 연결되어 있어 양자 프레임워크에서 분리될 수 없음을 보여준다. 이는 비국소성이 양자 기초 이론에서 배제되어야 할 현상이 아니라, 필수적인 특성임을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 양자 기초 이론에서 비국소성을 제거할 수 있다는 A. 크렌니코프의 주장을 도전하기 위해.
• 양자 현상 이해에서 비국소성을 배제하기보다는 조명해야 한다고 주장하기 위해.
• 측정 장치의 역할, 이산성, 보완성, 얽힘, 비국소성, 확률적 예측이라는 핵심 양자 특성 간의 상호의존성을 보여주기 위해.
• 보어의 보완성과 측정 기반 온톨로지의 확장으로서 '현실이지만 실재론이 아닌'(RWR) 해석을 개발하고 방어하기 위해.
• 양자 현상과 고전적 현상 간의 차이를 정의하는 데 있어, 양자역학의 어떤 특성도 다른 특성들보다 절대적 우선순위를 가질 수 없다는 것을 보여주기 위해.

제안 방법

• 비실재론적이고 '현실이지만 실재론이 아닌'(RWR) 관점을 채택하여 양자 측정과 현상을 재구성하기 위해.
• 측정 기구가 양자 현상을 정의하는 데 수행하는 역할을 분석하며, 양자 물체와의 얽힘을 강조하기 위해.
• 여섯 가지 핵심 양자역학적 특성—측정 장치의 역할, 이산성, 보완성, 얽힘, 비국소성, 확률적 예측—간의 상호연결성을 조사하기 위해.
• 크렌니코프의 제안을 개념적으로 분석하여, 비국소성이 아니라 이산성과 보완성이 양자와 고전의 차이를 정의하는 데 핵심이 되어야 한다는 주장을 검토하기 위해.
• 철학적 및 기초 이론적 분석을 통해 비국소성이 이질적인 현상이 아니라 일관된 양자 프레임워크 내에서 필수적인 특성임을 주장하기 위해.
• 개선된 버전에서 새로운 참고문헌과 명확화 사항을 포함하여 개념적 프레임워크를 강화하기 위해, 부록까지 포함하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 양자 얽힘과 양자 현상 분석에서 양자 비국소성을 의미 있게 제거할 수 있는가?
• RQ2 측정 의존성, 이산성, 보완성, 얽힘, 비국소성, 확률 등 양자역학의 핵심 특성들은 어떻게 상호연결되어 있는가?
• RQ3 측정 기구는 양자 현상을 구성하는 데 어떤 역할을 하는가? 이는 비국소성과 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ4 비국소성은 양자역학의 근본적 특성인가, 아니면 이산성이나 보완성 같은 다른 특성으로 환원될 수 있는가?
• RQ5 '현실이지만 실재론이 아닌'(RWR) 해석은 보어의 보완성과 측정 기반 온톨로지를 어떻게 확장하여 비국소성을 더 잘 이해하는 데 기여하는가?

주요 결과

• 양자 비국소성은 양자 기초 이론에서 제거될 수 없으며, 오히려 양자역학의 핵심 특성으로 조명되어야 한다.
• 측정 장치의 역할, 이산성, 보완성, 얽힘, 비국소성, 확률적 예측이라는 여섯 가지 핵심 양자 특성은 깊이 상호연결되어 있으며 상호강화된다.
• 양자와 고전 현상 간의 차이를 정의하는 데 있어 어떤 특성도 절대적 우선순위를 가질 수 없으며, 이들의 상호의존성이 양자 영역을 규정한다.
• '현실이지만 실재론이 아닌'(RWR) 관점은 보어의 아이디어를 확장하고 실재론적 온톨로지를 요구하지 않으면서도 비국소성을 수용할 수 있는 일관된 개념적 프레임워크를 제공한다.
• 크렌니코프의 비국소성을 이산성과 보완성으로 대체하여 양자와 고전의 구분 기준으로 삼는 제안은 양자 특성들의 개념적 통일성을 고려하지 못한다.
• 개선된 버전은 추가적인 명확화, 참고문헌 및 부록을 통해 RWR 접근법의 개념적 일관성을 강화하여 논지를 더욱 공고히 한다.