論文の概要: Quantum theory based on real numbers can be experimentally falsified

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.10873v2
• Date: Mon, 27 Dec 2021 17:26:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 22:18:34.083665
• Title: Quantum theory based on real numbers can be experimentally falsified
• Title（参考訳）: 実数に基づく量子理論は実験的にファルシファイドできる
• Authors: Marc-Olivier Renou, David Trillo, Mirjam Weilenmann, Thinh P. Le, Armin Tavakoli, Nicolas Gisin, Antonio Acin and Miguel Navascues
• Abstract要約: 実および複素量子論は、独立状態と測定値からなるネットワークシナリオにおいて異なる予測を行うことを示す。 これにより、実量子論を解き放つようなベル的な実験を考案することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: While complex numbers are essential in mathematics, they are not needed to describe physical experiments, expressed in terms of probabilities, hence real numbers. Physics however aims to explain, rather than describe, experiments through theories. While most theories of physics are based on real numbers, quantum theory was the first to be formulated in terms of operators acting on complex Hilbert spaces. This has puzzled countless physicists, including the fathers of the theory, for whom a real version of quantum theory, in terms of real operators, seemed much more natural. In fact, previous works showed that such "real quantum theory" can reproduce the outcomes of any multipartite experiment, as long as the parts share arbitrary real quantum states. Thus, are complex numbers really needed in the quantum formalism? Here, we show this to be case by proving that real and complex quantum theory make different predictions in network scenarios comprising independent states and measurements. This allows us to devise a Bell-like experiment whose successful realization would disprove real quantum theory, in the same way as standard Bell experiments disproved local physics.
• Abstract（参考訳）: 複素数は数学において必須であるが、確率の観点から表される物理実験を記述する必要はなく、したがって実数である。 しかし、物理学は理論を通じて実験を説明するのではなく、説明することを目的としている。 物理学のほとんどの理論は実数に基づいているが、量子論は複素ヒルベルト空間に作用する作用素の観点から初めて定式化された。 これは、量子論の真のバージョンが実作用素の点でより自然に思える理論の父を含む数え切れないほど多くの物理学者を困惑させた。 実際、以前の研究は、これらの「実量子理論」が任意の実量子状態を共有する限り、任意の多部実験の結果を再現できることを示した。 したがって、複素数は量子形式論において本当に必要か? ここでは、独立状態と測定値からなるネットワークシナリオにおいて、実および複素量子論が異なる予測を行うことを示すことにより、これを適用可能であることを示す。 これにより、通常のベル実験で証明された局所物理学と同じように、実量子論を証明できるベルのような実験を考案することができる。

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