维格纳的朋友与自由选择的绝对性

编辑者: Irena II

维格纳的朋友与自由选择的绝对性-1

在最近发表于 arXiv 的一篇论文中,物理学家质疑了量子力学中观测者选择具有绝对性的可能性。通过维格纳的朋友佯谬——即一名观测者测量系统,而另一名观测者则测量第一名观测者的状态——研究得出结论:自由选择可能取决于观察视角。

来自欧洲多个研究小组的学者分析了这样一种情景:维格纳的朋友测量粒子的自旋,而维格纳本人则将这同一系统描述为叠加态。根据 2024 年 5 月发布的这篇预印本文章,如果两名观测者相互使用量子描述,那么选择的绝对性就会被打破。这并非仅仅是一个思想实验,而是利用量子参考系形式化方法进行的严密计算。

想象一下,两个人在路口同时决定转向何方,但只有当其中一人将对方的选择视为尚未确定的可能性时,两者的决策才能达成一致。这正是该模型中机制运作的方式:在发生破坏相干性的相互作用之前,一名观测者的测量结果对另一名观测者而言始终处于不确定状态。

这一结果改变了人们对量子密码协议和贝尔测试中何为“自由选择”的认知。如果选择并非绝对的,那么依赖于设置独立性的设备可能会提供虚假的安全保障。研究团队指出,目前的结论尚处于理论阶段,仍需在光子或离子装置上进行实验验证。

该研究基于近年来发展起来的、用于描述同一量子系统内多个观测者的形式化方法。作者证明,在特定条件下,即便两名观测者都严格遵守量子理论的规则,他们仍可能对测量结果得出互不兼容的结论。

因此,当观测者本身成为量子描述的一部分时,即便是关于测量独立性最基本的假设,也会表现出语境相关性。

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来源

  • Are free choices absolute, when internalized in Wigner's friend?

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