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숨겨진 양자 변수: 양자 측정을 설명하는 완벽한 모델을 찾을 수 있습니까?
양자역학의 해석에 있어서 국소 숨김 변수 이론은 국소성의 원리를 만족하는 숨은 변수 이론이다. 이러한 모델은 잠재적이지만 접근할 수 없는 변수를 통해 양자 역학의 확률론적 특성을 설명하려고 시도하며, 먼 사건은 통계적으로 독립적이라는 추가 요구 사항도 있습니다. 물리학자 존 스튜어트 벨(John Stuart Bell)은 1964년에 양자 얽힘의 수학적 중요성을 탐구하여 다양한 종류의 국소 숨은 변수 이론이 양자 역학에 의해 예측된 측정 간의 상관 관계를 재현할 수 없음을 입증했으며, 이 결과는 나중에 채택되었습니다. 일련의 상세한 벨 실험에서 이를 확인했습니다. .
단일 큐비트 모델
벨의 증명을 시작으로 양자 역학이 국소 숨은 변수와 양립할 수 없음을 보여주는 일련의 관련 정리가 있습니다. 그러나 Bell이 보여준 것처럼 제한된 양자 현상 세트는 로컬 숨겨진 변수 모델을 사용하여 시뮬레이션할 수 있습니다. Bell은 양자 정보 이론에서 단일 큐비트로 알려진 스핀-1/2 입자를 측정하기 위한 국소 숨은 변수 모델을 제공했습니다. 이 모델은 나중에 N. David Melmin에 의해 단순화되었으며, 곧이어 Simon B. Kocken과 Ernst Speck에 의해 관련 모델이 제안되었습니다. 이러한 모델의 존재는 Gleason의 정리가 단일 큐비트에 적용되지 않는다는 사실과 관련이 있습니다.
Double Born 양자 상태
벨은 이에 앞서 양자 얽힘에 대한 논의가 두 입자의 측정 결과가 완전히 상관되거나 완전히 반상관되는 상황에 주로 초점이 맞춰졌다고 지적했습니다. 이러한 특별한 경우는 지역 숨김 변수로 설명할 수도 있습니다. 두 입자의 분리 가능한 상태의 경우 두 당사자의 모든 측정을 처리하는 간단한 숨겨진 변수 모델이 있습니다. 놀랍게도 일부 양자 상태의 경우 폰 노이만 측정의 전체 범위도 숨겨진 변수 모델로 설명할 수 있습니다. 이러한 상태는 얽혀 있지만 벨 부등식을 위반하지 않습니다.
소위 Werner 상태는 어떤 변환에도 변하지 않는 단일 매개변수 상태 유형입니다.
두 큐비트의 경우 이러한 상태는 수학적으로 ϱ = p |ψ− ⟨ψ−| + (1 - p)I/4로 표현되는 소위 노이즈 모노머입니다. 모노머는 다음과 같이 정의됩니다. |ψ− = 1/√2 (|01 - |10 )입니다. Reinhard F. Werner는 이러한 상태가 p ≤ 1/2인 숨겨진 변수 모델을 허용하고 p > 1/3인 경우 얽힌 것으로 간주되는 조건을 보여주었습니다. 폰 노이만 측정에 국한되지 않고 잡음이 있는 최대로 얽힌 상태에 대해서도 혼합 백색 잡음이 있는 임의의 단순 상태로 확장할 수 있는 양의 연산자 값 측정을 포함하는 Werner 상태에 대한 숨겨진 변수 모델도 확립되었습니다. Dual-Bonn 시스템 외에도 Multi-Bonn 케이스에 대한 결과도 있습니다.
시간에 따른 변수
숨겨진 변수 이론 구축에 있어 시간의 역할에 관해 이전에 몇 가지 새로운 가설이 제안되었습니다. K. Hess와 W. Philippe가 제안한 한 가지 접근 방식은 숨겨진 변수의 시간 의존성의 가능한 결과에 의존합니다. 그러나 이 가설은 Richard D. Gill, Gregor Vichys, Anton Zeilinger 및 Marek Zukovsky에 의해 비판되었습니다.
결론
양자역학 연구가 진행됨에 따라 국소 숨은 변수 이론은 여전히 논란의 여지가 있는 분야입니다. 지금까지의 발견은 양자 세계에 대한 심오한 사고를 촉발시켰습니다. 향후 탐사를 통해 양자 측정을 설명할 수 있는 완벽한 모델을 찾을 수 있을까요? 아직 설명할 수 없는 격차와 무한한 가능성이 남아 있습니까?
