論文の概要: Testing the necessity of complex numbers in traditional quantum theory with quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.01262v3
• Date: Tue, 10 Dec 2024 15:23:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-11 14:33:41.291866
• Title: Testing the necessity of complex numbers in traditional quantum theory with quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた従来の量子論における複素数の必要性の検証
• Authors: Jarrett L. Lancaster, Nicholas M. Palladino,
• Abstract要約: 量子論の標準的な定式化における複素数の必要性をテストする最近の実験は、IBMの量子コンピュータを用いて再現されている。 この実験を動機づけるために、実数値量子理論の基本構成を示す。 量子コンピュータで得られた結果は、公表された実験と一致している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: A recent experiment testing the necessity of complex numbers in the standard formulation of quantum theory is recreated using IBM quantum computers. To motivate the experiment, we present a basic construction for real-valued quantum theory. The real-valued description is shown to predict correlations identical to those of complex-valued quantum mechanics for two types of Bell tests based on the Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) inequality. A slight modification to one test, however, results in different predictions for the real- and complex-valued constructions. While noisier devices are incapable of delivering convincing results, it is shown that certain devices possess sufficiently small error rates to falsify real-valued formulations of quantum theory for composite states. The results obtained with quantum computers are consistent with published experiments. This work demonstrates the feasibility of using freely-available quantum devices to explore foundational features of quantum mechanics with minimal technical expertise. Accordingly, this treatment could inspire novel projects for undergraduate students taking a course on quantum mechanics.
• Abstract（参考訳）: 量子論の標準的な定式化における複素数の必要性をテストする最近の実験は、IBMの量子コンピュータを用いて再現されている。 この実験を動機づけるために、実数値量子理論の基本構成を示す。 実数値記述は、Crauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式に基づく2種類のベル試験に対する複素数値量子力学の相関を予測している。 しかし、1つのテストにわずかな修正を加えると、実数値と複素値の構成に対して異なる予測がもたらされる。 ノイズの多いデバイスは説得力のある結果をもたらすことができないが、複合状態の量子論の実際の値の定式化に十分な誤差率を持つデバイスが存在することが示されている。 量子コンピュータで得られた結果は、公表された実験と一致している。 この研究は、最小の技術的専門知識を持つ量子力学の基礎的特徴を探求するために、自由に利用可能な量子デバイスを使用することの可能性を示す。 そのため、この治療法は、量子力学のコースを受講する大学生のための新しいプロジェクトに刺激を与える可能性がある。

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