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Medición sin interacciones

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 interacción entre este y el dispositivo de medición. Los ejemplos incluyen el experimento de resultado negativo de Renninger , [1] el problema de las pruebas de bombas de Elitzur-Vaidman , [2] y ciertos sistemas ópticos de doble cavidad, como la paradoja de Hardy .

En Computación Cuántica, tales mediciones se denominan Computación Cuántica Contrafactual , [3] una idea introducida por los físicos Graeme Mitchinson y Richard Jozsa . Los ejemplos incluyen Counterfactual Mirror Array [4] de Keith Bowden, que describe una computadora digital que podría ser interrogada de manera contrafactual para calcular si un rayo de luz no atravesaría un laberinto. [5]

Propuestas inicialmente como experimentos mentales, 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 microscopía electrónica. [9] [10]

Comunicación cuántica contrafactual

En 2012 se propuso y demostró la idea de la comunicación cuántica contrafactual. [11] Su primer logro se informó en 2017. Según las concepciones contemporáneas de la comunicación cuántica contrafactual, la información puede intercambiarse 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, una 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 de momento angular modular que cruza el "canal de transmisión" y la explicación de su interpretación no se basa en una " acción espeluznante a un distancia ", sino propiedades de una partícula que puede "viajar localmente a través de regiones de las cuales la propia partícula está excluida". [13] [14] [15]

Ver 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 (1 de julio de 1993). "Medidas mecánicas cuánticas sin interacción". 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). "Cálculo contrafactual". Actas de la Royal Society de Londres A. 457 (2009): 1175-1193. arXiv : quant-ph/9907007 . Código Bib : 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 Schrodinger 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, Antón; Kasevich, Mark A. (12 de junio de 1995). "Medición sin interacción". Cartas de revisión física . 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.; Bjork, G.; Oh, MI; Lim, KH (1 de mayo de 1998). "Medidas eficientes sin interacción en un interferómetro de alta finura". Revisión física A. 57 (5): 3987–3990. Código bibliográfico : 1998PhRvA..57.3987T. doi :10.1103/PhysRevA.57.3987.
  9. ^ Putnam, William P. (2009). "Microscopía electrónica no invasiva con mediciones cuánticas sin interacción". Revisión física A. 80 (4): 040902. Código bibliográfico : 2009PhRvA..80d0902P. doi : 10.1103/PhysRevA.80.040902 . hdl : 1721.1/52312 .
  10. ^ Kruit, P.; Hobbs, RG; Kim, CS.; Yang, Y.; Manfrinato, VR; Martillo, J.; Tomás, 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". Cartas de revisión física . 109 (3). Sociedad Estadounidense de Física (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 separan 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 Schrodinger una sonrisa de Cheshire". Alerta científica . Consultado el 16 de enero de 2021 .
  15. ^ Aharonov, Yakir; Rohrlich, Daniel (21 de diciembre de 2020). "¿Qué es lo no local en la comunicación cuántica contrafactual?". Cartas de revisión física . 125 (26): 260401. arXiv : 2011.11667 . Código Bib : 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 , La interpretación actual de la mecánica ondulatoria , (1964) Elsevier, Ámsterdam. (Proporciona una discusión sobre el experimento de Renninger).
  4. Dicke, RH (1981). "Medidas cuánticas sin interacción: ¿una paradoja?". Revista Estadounidense de Física . 49 (10). Asociación Estadounidense de Profesores de Física (AAPT): 925–930. Código bibliográfico : 1981AmJPh..49..925D. doi :10.1119/1.12592. ISSN  0002-9505. (Proporciona una discusión reciente sobre el experimento de Renninger) .
  5. Cramer, John G. (1 de julio de 1986). "La interpretación transaccional de la mecánica cuántica". Reseñas de Física Moderna . 58 (3). Sociedad Estadounidense de Física (APS): 647–687. Código bibliográfico : 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 del interrogatorio cuántico, (2001).
  7. Sean M. Carroll , Interrogatorio cuántico Archivado el 3 de febrero de 2007 en Wayback Machine , (2006).

enlaces externos


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