論文の概要: Argument for the incompleteness of quantum mechanics based on macroscopic and contextual realism: EPR and GHZ paradoxes with cat states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.01225v1
• Date: Tue, 2 Aug 2022 03:30:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 14:37:01.722284
• Title: Argument for the incompleteness of quantum mechanics based on macroscopic and contextual realism: EPR and GHZ paradoxes with cat states
• Title（参考訳）: マクロ的および文脈的リアリズムに基づく量子力学の不完全性の議論--猫状態のEPRとGHZパラドックス
• Authors: Jesse Fulton, Run Yan Teh and M. D. Reid
• Abstract要約: EPRパラドックス(Einstein-Rosen-Podolsky paradox)は、局所現実主義の前提に基づく量子力学の不完全性に関する議論である。 本稿では,GHZ と Bell の予測では実現不可能な前提に基づく EPR パラドックスの代替版を提案する。
• 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: The Einstein-Rosen-Podolsky (EPR) paradox gives an argument for the incompleteness of quantum mechanics based on the premise of local realism. The general viewpoint is that the argument is compromised, because local realism is falsifiable by Bell or Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) experiments. In this paper, we challenge this conclusion, by presenting alternative versions of the EPR paradox based on premises not falsifiable by the GHZ and Bell predictions. First, we explain how the Bohm-EPR and GHZ paradoxes can be demonstrated using macroscopic spins $S_\theta$ formed from qubits realized as two macroscopically distinct states. This establishes an 'all or nothing' incompatibility between quantum mechanics and macroscopic realism (MR). However, we note different definitions of MR. For a system in a superposition of two macroscopically distinct eigenstates of $S_\theta$, MR posits a definite value for the outcome of $S_\theta$. Deterministic macroscopic realism (dMR) posits MR regardless of whether the interaction $U_\theta$ determining the measurement setting $\theta$ has occurred. In contrast, the weaker assumption, weak macroscopic realism (wMR), posits MR for the system prepared after $U_\theta$. We show that the GHZ paradox negates dMR but is consistent with wMR. Yet, we show that a Bohm-EPR paradox for the incompleteness of quantum mechanics arises based on either form of MR. Since wMR is not falsified, this raises the question of how to interpret the EPR paradox. We revisit the original EPR paradox and find a similar result: The EPR argument can be based on a contextual version of local realism (wLR) not falsifiable by Bell or GHZ experiments. The premises wLR and wMR posit realism and no-disturbance for systems prepared with respect to a pointer basis (after $U_\theta$), leading to further predictions giving consistency with quantum mechanics.
• Abstract（参考訳）: EPRパラドックス(Einstein-Rosen-Podolsky paradox)は、局所現実主義の前提に基づく量子力学の不完全性に関する議論である。 一般論として、局所現実主義はベルやグリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー (GHZ) の実験によって実現不可能であるからである。 本稿では,GHZ と Bell の予測では実現できない前提に基づいて,EPR パラドックスの代替版を提示することで,この結論に挑戦する。 まず、bohm-epr と ghz のパラドックスが、2つの巨視的に異なる状態として実現された qubits から形成されるマクロスピン $s_\theta$ を用いてどのように証明できるかを説明する。 これにより、量子力学とマクロリアリズム(MR)の「すべてまたは何も」の非互換性が確立される。 しかし、s_\theta$ という2つの巨視的に異なる固有状態の重ね合わせにおいて、mr は $s_\theta$ の結果に対して一定の値を仮定する。 決定論的マクロスコープリアリズム(dMR)は、相互作用$U_\theta$が測定設定$\theta$を決定するか否かにかかわらずMRを肯定する。 対照的に、より弱い仮定である弱マクロ的リアリズム(wMR)は、$U_\theta$の後に用意されたシステムに対してMRを仮定する。 GHZパラドックスはdMRを否定するが、wMRと一致しないことを示す。 しかし、量子力学の不完全性に対するボーム-EPRパラドックスは、どちらの形態のMRにもとづいて生じることが示され、wMRはファルシフィケートされていないため、このことがEPRパラドックスの解釈方法の疑問を提起する。 我々は、元のeprパラドックスを再検討し、同様の結果を得る: epr引数は、ベル実験やghz実験で偽造できない局所現実主義(英語版)(wlr)の文脈バージョンに基づいている。 前提となる wLR と wMR のポジトリアリズムと、ポインタベース($U_\theta$ 以降)で準備されたシステムに対する非揺らぎは、量子力学との整合性を与えるさらなる予測をもたらす。

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