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Variáveis quânticas ocultas: pode ser encontrado um modelo perfeito para explicar as medições quânticas?
Na interpretação da mecânica quântica, uma teoria de variáveis ocultas locais é uma teoria de variáveis ocultas que satisfaz o princípio da localidade. Esses modelos tentam explicar o caráter estocástico da mecânica quântica por meio de variáveis potenciais, mas inacessíveis, com a exigência adicional de que eventos distantes sejam estatisticamente independentes. O físico John Stuart Bell explorou o significado matemático do emaranhamento quântico em 1964, demonstrando que uma ampla classe de teorias de variáveis ocultas locais não poderia reproduzir as correlações entre medições previstas pela mecânica quântica, um resultado que foi posteriormente adotado. .
Modelo de qubit único
Começando com a prova de Bell, há uma série de teoremas relacionados mostrando que a mecânica quântica é incompatível com variáveis ocultas locais. No entanto, como Bell mostrou, conjuntos restritos de fenômenos quânticos podem ser simulados usando modelos de variáveis ocultas locais. Bell forneceu um modelo de variável oculta local para medir uma partícula de spin 1/2, conhecida na teoria da informação quântica como um único qubit. Este modelo foi posteriormente simplificado por N. David Melmin, e um modelo relacionado foi proposto pouco depois por Simon B. Kocken e Ernst Speck. A existência destes modelos está relacionada ao fato do teorema de Gleason não se aplicar a qubits únicos.
Estado quântico de nascimento duplo
Bell também destacou que antes disso, as discussões sobre o emaranhamento quântico focavam principalmente na situação em que os resultados da medição de duas partículas eram completamente correlacionados ou completamente anticorrelacionados. Esses casos especiais também podem ser explicados por variáveis ocultas locais. Para estados separáveis de duas partículas, existem modelos simples de variáveis ocultas que lidam com qualquer medição das duas partes. Surpreendentemente, para alguns estados quânticos, até mesmo toda a gama de medições de von Neumann pode ser descrita por modelos de variáveis ocultas. Embora estes estados estejam emaranhados, eles não violam nenhuma desigualdade de Bell.
O chamado estado de Werner é um tipo de estado de parâmetro único que é invariante a qualquer transformação.
Para dois qubits, esses estados são os chamados monômeros de ruído, expressos matematicamente como ϱ = p |ψ− ⟨ψ−| + (1 - p)I/4, O monômero é definido. como p ≤ 1/2 e se p > 1/3 então eles são considerados emaranhados. Modelos de variáveis ocultas também foram estabelecidos para estados de Werner envolvendo medições positivas com valor de operador, não limitados a medições de von Neumann, mesmo para estados maximamente emaranhados com ruído, e extensíveis a estados simplex arbitrários com ruído branco de mistura. Além do sistema dual-Bonn, também há resultados para o caso multi-Bonn.
Variáveis dependentes do tempo
Algumas novas hipóteses foram propostas anteriormente sobre o papel do tempo na construção de teorias de variáveis ocultas. Uma abordagem, proposta por K. Hess e W. Philippe, baseia-se nas possíveis consequências da dependência temporal de variáveis ocultas, no entanto, esta hipótese foi criticada por Richard D. Gill, Gregor Vichys, crítica por Anton Zeilinger e Marek Zukovsky;
Conclusão
À medida que a pesquisa em mecânica quântica avança, a teoria das variáveis ocultas locais continua sendo uma área controversa. As descobertas até agora desencadearam uma reflexão profunda sobre o mundo quântico. Será que a exploração futura será capaz de encontrar um modelo perfeito para explicar as medições quânticas? Ainda existem muitas lacunas inexplicáveis e possibilidades infinitas?
