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 él y el dispositivo de medición. Los ejemplos incluyen el experimento de resultado negativo de Renninger , el problema de prueba de bombas de Elitzur-Vaidman , [1] y ciertos sistemas ópticos de doble cavidad, como la paradoja de Hardy .
En Computación Cuántica, estas medidas se conocen como Computación Cuántica Contrafactual , [2] una idea introducida por los físicos Graeme Mitchinson y Richard Jozsa . Los ejemplos incluyen el Counterfactual Mirror Array de Keith Bowden [3] que describe una computadora digital que podría ser interrogada de manera contrafáctica para calcular si un rayo de luz no atravesaría un laberinto. [4]
Propuestas inicialmente como experimentos mentales, las mediciones sin interacción se han demostrado experimentalmente en varias configuraciones. [5] [6] [7]
También se han propuesto mediciones sin interacción como una forma de reducir el daño de la muestra en microscopía electrónica. [8] [9]
Comunicación cuántica contrafactual
En 2012 se propuso y demostró la idea de la comunicación cuántica contrafactual. [10] Su primer logro se informó en 2017. De acuerdo con 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. [11] 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 de momento angular modular que cruza el "canal de transmisión" y que la explicación de su interpretación no se basa en una " acción espeluznante en un distancia ", pero las propiedades de una partícula pueden" viajar localmente a través de regiones de las que la partícula misma está excluida ". [12] [13] [14]
Ver también
Referencias
- ↑ Elitzur, Avshalom C .; Vaidman, Lev (1 de julio de 1993). "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 .
- ^ Mitchison, Graeme; Jozsa, Richard (8 de mayo de 2001). "Cálculo contrafactual". Actas de la Royal Society de Londres Una . 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 .
- ^ Bowden, Keith G, "La computación clásica puede ser contrafactual", en Aspectos I, Proc ANPA19, Cambridge 1997 (publicado en mayo de 1999), ISBN 0-9526215-3-3
- ^ 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 .
- ^ Kwiat, Paul; Weinfurter, Harald; Herzog, Thomas; Zeilinger, Anton; 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 .
- ^ White, Andrew G. (1998). " " Imágenes sin interacción "". Physical Review A . 58 (1): 605–613. arXiv : quant-ph / 9803060 . Código Bibliográfico : 1998PhRvA..58..605W . doi : 10.1103 / PhysRevA.58.605 .
- ^ Tsegaye, T .; Goobar, E .; Karlsson, A .; Björk, G .; Loh, MI; Lim, KH (1 de mayo de 1998). "Mediciones eficientes sin interacción en un interferómetro de alta delicadeza". Physical Review A . 57 (5): 3987–3990. Código Bibliográfico : 1998PhRvA..57.3987T . doi : 10.1103 / PhysRevA.57.3987 .
- ^ Putnam, William P. (2009). "Microscopía electrónica no invasiva con medidas cuánticas libres de interacción" . Physical Review A . 80 (4): 040902. Código Bibliográfico : 2009PhRvA..80d0902P . doi : 10.1103 / PhysRevA.80.040902 .
- ^ 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 .
- ^ Liu Y, et al. (2012) "Demostración experimental de la comunicación cuántica contrafactual". Phys Rev Lett 109: 030501
- ^ "Los científicos logran comunicación cuántica contrafactual directa por primera vez" . Futurismo . Consultado el 16 de enero de 2021 .
- ^ "Las partículas elementales se separan de sus propiedades" . phys.org . Consultado el 16 de enero de 2021 .
- ^ McRae, Mike. "En un nuevo artículo alucinante, los físicos dan al gato de Schrodinger una sonrisa de Cheshire" . ScienceAlert . Consultado el 16 de enero de 2021 .
- ^ 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 . 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
- Mauricio Renninger , Messungen ohne Storung des Messobjekts (Observaciones sin perturbar el objeto) , (1960) Zeitschrift für Physik , 158 págs. 417–421.
- Mauricio Renninger, (1953) Zeitschrift für Physik , 136 p. 251
- Louis de Broglie , La interpretación actual de la mecánica ondulatoria , (1964) Elsevier, Amsterdam. (Proporciona una discusión sobre el experimento de Renninger).
- Robert H. Dicke , Mediciones cuánticas sin interacción, ¿una paradoja? , American J. Physics 1981; 49 (10): 925-930. (Proporciona una discusión reciente del experimento de Renninger) .
- John G. Cramer , " La interpretación transaccional de la mecánica cuántica ", (1986) Reseñas de la física moderna , 58 , págs. 647-688. (La sección 4.1 revisa el experimento de Renninger) .
- Avshalom C. Elitzur y Lev Vaidman , "Medidas libres de interacción mecánica cuántica". Fundamentos de la física 23 (1993), 987-97.
- Andrew G. White , Jay R. Mitchell, Olaf Nairz y Paul G. Kwiat, "Imágenes sin interacción", Physical Review A 58 , (1998) 605.
- Paul G. Kwiat, Harald Weinfurter ( de ), Thomas Herzog, Anton Zeilinger y Mark A. Kasevich, "Medición sin interacción", Physical Review Letters 74 , (1995) 4763.
- Paul G. Kwiat, El Tao del interrogatorio cuántico , (2001).
- Sean M. Carroll , Interrogatorio cuántico , (2006).
enlaces externos
- Paige, AJ; Kwon, Hyukjoon; Simsek, Selwyn; Self, Chris N .; Gray, Johnnie; Kim, MS (30 de abril de 2020). "Interacciones deslocalizadas cuánticas". arXiv : 2004.14658 [ quant-ph ].