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Medición sin interacción

En física , la medición sin interacción es un tipo de medición en mecánica cuántica que detecta la posición, presencia o estado de un objeto sin que se produzca una interacción entre este y el dispositivo de medición. Algunos ejemplos son el experimento de resultado negativo de Renninger , [1] el problema de prueba de bombas de Elitzur-Vaidman , [2] y ciertos sistemas ópticos de doble cavidad, como la paradoja de Hardy .

En computación cuántica, estas mediciones se conocen como computación cuántica contrafactual , [3] una idea introducida por los físicos Graeme Mitchinson y Richard Jozsa . Algunos ejemplos incluyen la matriz de espejos contrafactuales de Keith Bowden, [4] que describe una computadora digital que podría ser interrogada contrafactualmente para calcular si un haz de luz no lograría pasar a través de un laberinto. [5]

Inicialmente propuestas como experimentos mentales por RH Dicke en 1981, las mediciones sin interacción se han demostrado experimentalmente en varias configuraciones. [6] [7] [8]

También se han propuesto mediciones sin interacción como una forma de reducir el daño a las muestras en la microscopía electrónica. [9] [10]

Comunicación cuántica contrafáctica

En 2012 se propuso y demostró la idea de la comunicación cuántica contrafáctica. [11] Su primer logro se informó en 2017. Según las concepciones contemporáneas de la comunicación cuántica contrafáctica, la información se puede intercambiar sin que se transfiera ninguna partícula física / materia / energía entre las partes, sin teletransportación cuántica y sin que la información sea la ausencia de una señal. [12] En 2020, la investigación sugirió que esto se basa en alguna forma de relación entre las propiedades del momento angular modular con la corriente sin masa de la corriente del momento angular modular que cruza el "canal de transmisión" y la explicación de su interpretación no se basa en " acción fantasmal a distancia ", sino en las propiedades de una partícula que puede "viajar localmente a través de regiones de las que la partícula misma está excluida". [13] [14] [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ Renninger, M. (1953). "Zum Wellen-Korpuskel-Dualismo". Zeitschrift für Physik (en alemán). 136 (3). Springer Science y Business Media LLC: 251–261. doi :10.1007/bf01325679. ISSN  1434-6001. S2CID  123122734.
  2. ^ Elitzur, Avshalom C. ; Vaidman, Lev (1993-07-01). "Medidas libres de interacción mecánica cuántica". Fundamentos de la física . 23 (7): 987–997. arXiv : hep-th/9305002 . Código Bibliográfico :1993FoPh...23..987E. CiteSeerX 10.1.1.263.5508 . doi :10.1007/BF00736012. ISSN  0015-9018. S2CID  18707734. 
  3. ^ Mitchison, Graeme; Jozsa, Richard (8 de mayo de 2001). "Counterfactual computation". Actas de la Royal Society of London A . 457 (2009): 1175–1193. arXiv : quant-ph/9907007 . Código Bibliográfico :2001RSPSA.457.1175M. CiteSeerX 10.1.1.251.9270 . doi :10.1098/rspa.2000.0714. S2CID  16208575. 
  4. ^ Bowden, Keith G, "La computación clásica puede ser contrafactual", en Aspects I, Proc ANPA19, Cambridge 1997 (publicado en mayo de 1999), ISBN 0-9526215-3-3 
  5. ^ Bowden, Keith (15 de marzo de 1997). "¿Puede el gato de Schrödinger colapsar la función de onda?". Archivado desde el original el 16 de octubre de 2007. Consultado el 8 de diciembre de 2007 .
  6. ^ Kwiat, Paul; Weinfurter, Harald; Herzog, Thomas; Zeilinger, Anton; Kasevich, Mark A. (12 de junio de 1995). "Medición sin interacción". Physical Review Letters . 74 (24): 4763–4766. Código Bibliográfico :1995PhRvL..74.4763K. CiteSeerX 10.1.1.561.6205 . doi :10.1103/PhysRevLett.74.4763. PMID  10058593. 
  7. ^ Blanco, Andrew G. (1998). "Imágenes "libres de interacción". Physical Review A . 58 (1): 605–613. arXiv : quant-ph/9803060 . Bibcode :1998PhRvA..58..605W. doi :10.1103/PhysRevA.58.605. S2CID  125768139.
  8. ^ Tsegaye, T.; Goobar, E.; Karlsson, A.; Björk, G.; Loh, MY; Lim, KH (1998-05-01). "Medidas eficientes sin interacción en un interferómetro de alta fineza". Physical Review A . 57 (5): 3987–3990. Bibcode :1998PhRvA..57.3987T. doi :10.1103/PhysRevA.57.3987.
  9. ^ Putnam, William P. (2009). "Microscopía electrónica no invasiva con mediciones cuánticas sin interacción". Physical Review A . 80 (4): 040902. Bibcode :2009PhRvA..80d0902P. doi : 10.1103/PhysRevA.80.040902 . hdl : 1721.1/52312 .
  10. ^ Kruit, P.; Hobbs, RG; Kim, CS.; Yang, Y.; Manfrinato, VR; Hammer, J.; Thomas, S.; Weber, P.; Klopfer, B. (mayo de 2016). "Diseños para un microscopio electrónico cuántico". Ultramicroscopía . 164 : 31–45. arXiv : 1510.05946 . doi :10.1016/j.ultramic.2016.03.004. ISSN  0304-3991. PMID  26998703. S2CID  22658047.
  11. ^ Liu, Yang; Ju, Lei; Liang, Xiao-Lei; Tang, Shi-Biao; Tu, Guo-Liang Shen; et al. (19 de julio de 2012). "Demostración experimental de comunicación cuántica contrafactual". Physical Review Letters . 109 (3). American Physical Society (APS): 030501. arXiv : 1107.5754 . Código Bibliográfico :2012PhRvL.109c0501L. doi :10.1103/physrevlett.109.030501. ISSN  0031-9007. PMID  22861830. S2CID  19114400.
  12. ^ "Los científicos logran una comunicación cuántica contrafactual directa por primera vez". Futurismo . Consultado el 16 de enero de 2021 .
  13. ^ "Las partículas elementales se deshacen de sus propiedades". phys.org . Consultado el 16 de enero de 2021 .
  14. ^ McRae, Mike. "En un nuevo artículo alucinante, los físicos le dan al gato de Schrödinger una sonrisa de Cheshire". ScienceAlert . Consultado el 16 de enero de 2021 .
  15. ^ Aharonov, Yakir; Rohrlich, Daniel (21 de diciembre de 2020). "¿Qué es no local en la comunicación cuántica contrafáctica?". Physical Review Letters . 125 (26): 260401. arXiv : 2011.11667 . Bibcode :2020PhRvL.125z0401A. doi :10.1103/PhysRevLett.125.260401. PMID  33449741. S2CID  145994494 . Consultado el 16 de enero de 2021 . Disponible en arXiv bajo CC BY 4.0.

Bibliografía

  1. Renninger, M. (1960). "Messungen ohne Störung des Meßobjekts" [Observaciones sin alterar el objeto]. Zeitschrift für Physik (en alemán). 158 (4). Springer Science y Business Media LLC: 417–421. Código Bib : 1960ZPhy..158..417R. doi :10.1007/bf01327019. ISSN  1434-6001. S2CID  123027469.
  2. Renninger, M. (1953). "Zum Wellen-Korpuskel-Dualismo". Zeitschrift für Physik (en alemán). 136 (3). Springer Science y Business Media LLC: 251–261. Código Bib : 1953ZPhy..136..251R. doi :10.1007/bf01325679. ISSN  1434-6001. S2CID  123122734.
  3. Louis de Broglie , The Current Interpretation of Wave Mechanics (La interpretación actual de la mecánica ondulatoria) , (1964), Elsevier, Amsterdam. (Proporciona un análisis del experimento de Renninger).
  4. Dicke, RH (1981). "Medidas cuánticas sin interacción: ¿una paradoja?". American Journal of Physics . 49 (10). Asociación Estadounidense de Profesores de Física (AAPT): 925–930. Bibcode :1981AmJPh..49..925D. doi :10.1119/1.12592. ISSN  0002-9505. (Proporciona una discusión reciente del experimento de Renninger) .
  5. Cramer, John G. (1986-07-01). "La interpretación transaccional de la mecánica cuántica". Reseñas de Física Moderna . 58 (3). American Physical Society (APS): 647–687. Bibcode :1986RvMP...58..647C. doi :10.1103/revmodphys.58.647. ISSN  0034-6861. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2005. (La sección 4.1 revisa el experimento de Renninger) .
  6. Paul G. Kwiat, El Tao de la interrogación cuántica, (2001).
  7. Sean M. Carroll , Interrogatorio cuántico Archivado el 3 de febrero de 2007 en Wayback Machine , (2006).

Enlaces externos


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