[论文解读] 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 3

一句话总结

本文提出了一种针对纠缠光子偏振测量的局域隐变量模型，通过引入一个决定偏振器输出的确定性隐变量，挑战贝尔定理。该模型声称无需非定域性即可解释量子关联，断言在单重态光子测量中不存在远程作用，从而为标准量子力学提供了一种局域实在论的替代方案。

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.

研究动机与目标

• 通过提出一种局域实在论解释，解决纠缠光子系统中的测量问题。
• 在光子偏振测量的背景下，挑战贝尔定理的有效性。
• 证明单重态光子对中的量子关联可无需非定域影响得到解释。
• 引入一个确定性隐变量，完全决定偏振测量中偏振器的输出。

提出的方法

• 引入一个隐变量，根据光子的偏振和测量装置的设置来决定偏振器的输出。
• 将测量过程建模为确定性而非概率性，依赖经典变量来重现量子统计。
• 使用经典模拟框架，重现EPR-Bell型实验中纠缠光子观测到的相关函数。
• 将该模型应用于单重态，表明预测的相关函数与量子力学预测一致。
• 论证该模型通过确保测量结果仅依赖于局部参数和隐变量，避免了非定域性。
• 证明该模型与实验结果一致，特别是偏振光子对在0°和180°设置下观测到的完美反相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 纠缠光子偏振测量中观测到的关联能否由局域隐变量模型解释？
• RQ2 贝尔定理是否正确地排除了光子偏振情境下的局域实在性？
• RQ3 是否存在一种确定性机制，能够不依赖非定域性而重现偏振器输出的量子统计？
• RQ4 光子纠缠的测量过程能否完全用经典参数描述，而无需引入非定域影响？

主要发现

• 该模型重现了单重态纠缠光子的量子力学相关函数，与预测的cos²(θ)依赖关系一致。
• 本文声称在纠缠光子的偏振测量中不存在非定域（远程）作用，因为结果由局域隐变量决定。
• 该模型断言，当应用于所提出的光子偏振实验时，贝尔定理并不排除局域隐变量理论。
• 该模型成功解释了在0°和180°设置下的完美反相关性，与实验观测一致。
• 本文认为贝尔型定理中的统计独立性假设在此情境下可能无效，从而容许局域实在性。
• 结果被表述为对贝尔定理在光子偏振测量特定领域中的反驳。