Entanglement between the Future and the Past in the Quantum

[limarodessa]

Люди ! Помогите пожалуйста разобраться - что с чем подвержено сцепленности описанной в этой статье ? :

http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i11/e110404

Цитата:

Entanglement between the Future and the Past in the Quantum Vacuum
We note that massless fields within the future and past light cone may be quantized as independent systems. The vacuum is shown to be a nonseparable state of these systems, exactly mirroring the known entanglement between the spacelike separated Rindler wedges. This leads to a notion of timelike entanglement. We describe an inertial detector which exhibits a thermal response to the vacuum when switched on at t=0, due to this property. The feasibility of detecting this effect is discussed, with natural experimental parameters appearing at the scale of 100 GHz.

полный текст здесь : http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/100 ... 0720v1.pdf

[Fuddy]

Сцепление между прошлым и будущим в квантовом вакууме

Отмечается, что безмассовые поля в пределах световых конусов прошлого и будущего можно квантовать как независимые системы. Вакуум рассматривается как неотделимое состояние этих систем, в точности отражающее известное сцепление между пространственноподобными клиньями Риндлера. Это приводит к понятию временноподобного сцепления. Описывается инерционный детектор, который благодаря этому свойству даёт термический отклик на вакуум при включении в момент t=0. Обсуждается возможность обнаружения данного эффекта при появлении естественных экспериментальных параметров при значениях порядка 100 гигагерц.

[Circiter]

2Fuddy
Ну у ТС проблемы явно не с английским. :)

2limarodessa
Вот мое дилетантское объяснение. Вам же известен эффект Унру? Идея в том, что количество наблюдаемых детектором частиц может зависить от системы отсчета, и, например, наблюдатель, движущийся с постоянным ускорением увидит взявшееся ниоткуда излучение.

Можно сказать, эффект этот эквивалентен излучению Хокинга для ЧД. Действительно, если по пространству расставить маяки и двигаться среди них с ускорением, то свет от части маяков, оставшихся позади, не будет успевать дойти до нас, что равносильно появлению горизонта событий. Дальнейшие рассуждения те же как и для горизонта событий черной дыры; как вариант, можно считать, что спонтанно рождающиеся в вакууме непосредсвенно на горизонте пары частица-античастица оказываются разделенными горизонтом на части -- одна часть, например античастица, остается за горизонтом и становится недоступной, другая же часть -- излучается горизоном и регистрируется ускоряющимся детектором.

Ключевой момент. Так как частица и античастица составляли пару, то они "запутаны" и запутанность эта сохраняется даже когда эта пара делится горизонтом. В итоге, получается, что все наблюдаемое Унру-излучение горизона запутано с "антиизлучением" оставшимся позади горизонта.

Авторы обсуждаемой статье предположили, что не только "вакуумы" до и после горизона (точнее говоря, излучение в доступным и симметричном недоступном объемах, ограниченных риндлеровскими горизонтами) оказываются квантово-скоррелированными, но и вакуумы до и после плоскости $t=0$ (в пределах световых конусов), т.е. прошлое с будущим. :) Детали в том препринте.

[limarodessa]

Ув. Circiter спасибо

Circiter в сообщении #481374 писал(а):

2Fuddy
...

Авторы обсуждаемой статье предположили, что не только "вакуумы" до и после горизона (точнее говоря, излучение в доступным и симметричном недоступном объемах, ограниченных риндлеровскими горизонтами) оказываются квантово-скоррелированными, но и вакуумы до и после плоскости $t=0$ (в пределах световых конусов), т.е. прошлое с будущим. :) Детали в том препринте.

У меня в связи с этим следующий вопрос: квантовая сцепленность в физическом вакууме между прошлым и будущим в пределах светового конуса может (согласно гипотезе авторов) существовать безотносительно существования равноускоренного наблюдателя (то есть когда речь идет исключительно о неподвижной инерциальной системе отсчета) или же наличие равноускоренной неинерциальной системы отсчета является необходимым условием ? Говоря простым языком - предполагается ли авторами что можно зафиксировать квантовую сцепленность в физическом вакууме между прошлым и будущим находясь в неподвижной лаборатории на поверхности Земли (хотя это по видимому не совсем "инерциальная система" но меня интересует именно наша обыденная обстановка на поверхности Земли) ?

Спасибо

P. S. Вот вторая часть "марлезонского балета" :

http://arxiv.org/abs/1101.2565

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/110 ... 2565v1.pdf

Цитата:

...In the inertial case, it is the magnitude of the scaling of the detector energy
gap, a, which plays the role of temperature, giving...

[Circiter]

2limarodessa
Все правильно, ускорение нужно только для появления Унру-лучей (можно считать, что светится риндлеровский горизонт) и, соответственно, только для появления пространственно-подобной корреляции. Интересующий вас эффект времениподобной корреляции выводится лишь по-аналогии и не требует ускорения (грубо говоря, вместо риндлеровского гиризонта используется световой конус). Если я не ошибаюсь, в данном случае нужно, чтобы "спектральная характеристика" детектора менялась со временем, подстраиваясь к меняющейся "температуре" лучей (для обычного же эффекта Унру, наоборот, максимум чувствительности приходится на фиксированную частоту).

Вместо проведения наглядных аналогий, лучше обратиться к квантово-полевому выводу из той статьи. Формулы для обоих случаев оказываются почти идентично выглядящими. Причем там это все для безмассовых полей выводится, т.е. моя аналогия с делением виртуальных пар совсем плоха...

В любом случае, интересна именно времениподобность корреляции; ну не машина времени конечно, но... Как я понял, авторы утверждают, что их эффект можно свести к скоррелированности состояний прошлой и будущей "копий" детектора, а это уже в-принципе обнаружимо (похожий мысленный опыт раньше уже описывался в литературе, для ускоренного наблюдателя, и ускорения нужны были гигантские). Как выглядели бы результаты эксперимента с такой "машиной времени" я не представляю. Наверное что-то вроде гистерезиса или эха... Надо внимательно почитать те статьи... Вот только, квантовая телепортация не позволяет качать информацию; т.е. передать сигнал в прошлое, и таким образом получить временной парадокс, не получится... :)

P.S.: Буду признателен, если вам удастся выковырить из статей намеки на конкретное устройство детекторов и схему проведения эксперимента. А уж популярное изложение основного теоретического вывода тем более приветствуется. :) Может быть у автором блог есть? А то указанные вами документы уж очень мозгодробительны, по крайней мере для меня... А так тема интересная.

[limarodessa]

Circiter в сообщении #484358 писал(а):

2limarodessa
... Вот только, квантовая телепортация не позволяет качать информацию; т.е. передать сигнал в прошлое, и таким образом получить временной парадокс, не получится... :)

P.S.: Буду признателен, если вам удастся выковырить из статей намеки на конкретное устройство детекторов и схему проведения эксперимента. А уж популярное изложение основного теоретического вывода тем более приветствуется. :) Может быть у автором блог есть? А то указанные вами документы уж очень мозгодробительны, по крайней мере для меня... А так тема интересная.

Спасибо. Блог авторов не смотрел. Но в принципе можно списаться с авторами. Эта статья весьма интенсивно раскручивалась журналистами. Наберите в гугле "Олсон Ральф квантовая телепортация время" или же то же самое но на английском. Я осторожно отношусь к журналистским интерпретациям.

Я пробовал пообщаться здесь:

http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=525678

- это наиболее известный (наиболее посещаемый и наиболее авторитетный с жестким модерированием) в мире аглоязычный форум по физике - там есть много грамотных специалистов...

Но к сожалению на указанном форуме не проявили интереса к этому материалу...

[Circiter]

Вот, знаете, сейчас я понимаю, что вообще ничего не понял. :) В первой статье ещё понятно о чем речь идет. Во второй тоже идея ясна. Но как может выглядеть эксперимент? Ну хорошо, есть два детектора. Опять же не понятно, их действительно два или один и тот же, но в разное время?

Ok, у детектора два состояния с разными энергиями и авторы предлагают как-то разность этих энергетических уровней менять в течении эксперимента. Опять же, слишком туманно. И что может быть детектором? Атом? Или макроскопический девайс?

Потом. Скореллированность устанавливается только по показаниям детекторов? Или же подразумевается схема, аналогичная обычным опытам по телепортации? Т.е. может быть рассмтаривается система "пробная частица + детектор 1 + детектор 2", в которой производится измерение над подсистемой "частица + детектор 1", а по результату применяется гейт к детектору 2, "вселяющий" в это детектор состояние пробной частицы.

Если детектор один и тот же (в прошлом и будущем), то получается, что состояние пробной частицы можно передавать напрямую детектору, "экономя на материалах".

А может быть, детектор 1 спустя количество времени $\kappa$ после измерения в момент $t=0$ сталкивается с детектором 2 и по прошествии того же времени $\kappa$ снова участвует в измерении, давая в результате в определенном смысле ожидаемые, предсказанные ещё во время первого измерения показания?

Какой из этих сценариев имели ввиду авторы?

Ваша идея о прямом обращении к авторам, думаю, не очень удачна. В самом деле, что бы им можно было сказать? "Очень интересно, но совершенно не понятно"? :)
Вот что действительно могли бы авторы сделать полезного в целях продвижения своих идей, так это нарисовать простую, но понятную иллюстрацию-диаграмму. Заметьте, идиотскую картинку с делением $xt$-плоскости на четыре части они не поленились вставить в рукопись, а вот нарисовать на этой картинке детекторы, пробные частица и т.д., почему-то не нарисовали... Безобразие. :)

[limarodessa]

Я еще пару дней пытался взглянуть на эту статью и так и эдак и вот какой вопрос у меня возник: если эти ребята (авторы) намереваются через определенное время разместить второй детектор в той же точке пространства где находился первый детектор то как у них это получится ? Земля то ведь вращается (при чем в нескольких степенях свободы)... О какой системе отсчета идет речь ? Как там с физическим вакуумом - он что "перемещается" вместе с системой отсчета ?

[Circiter]

2limarodessa
Cудя по всему, одно из моих предположений верно -- мы имеет два квантово-скоррелированных детектора (скорее всего он все-таки один, но в разных временах :) ), которые используем точно также как и ЭПР-пару частиц при обычной квантовой телепортации. Соль в том, что до наступления определенного момента второй детектор нельзя "превратить" в телепортируемый кубит, а в небольшой окрестности этого момента -- можно; в этом главное отличие от пространственно-подобной телепортации, в которой кубит-"болванка" всегда готов для записи.

Немного похожего эффекта наверное можно достичь одним из обычных si-fi рецептов превращения типового телепортера в машину времени, например с с использованием ЭПР-аналога парадокса близнецов -- один из спутанных кубитов разгоняем до релятивистских скоростей (интересно, кольцевой ускоритель сойдет?), а потом возвращаем обратно, где он из-за ТО-замедления времени оказывается в прошлом по отношению к остававшемуся в покое.

Цитата:

О какой системе отсчета идет речь ?

О той, где наблюдается сцепленность. Кстати, если детектор все-таки один, то это автоматически решает вашу проблему с убегающей системой отсчета. :)

Мое текущее понимание мысленного опыта: детектор единственнен. Разность между уровнями энергий, кодирующими состояния кубита, меняется по определенному закону. Детектор включают на короткий промежуток времени два раза и используют эти два "сеанса связи" для осуществления записи постороннего кубита прямо в детектор. Успех телепортации напрямую зависит от симметричности моментов этих "сеансов" относительно закона изменения энергии детектора. Воть.

[limarodessa]

Circiter в сообщении #487756 писал(а):

2limarodessa

Цитата:

О какой системе отсчета идет речь ?

О той, где наблюдается сцепленность. Кстати, если детектор все-таки один, то это автоматически решает вашу проблему с убегающей системой отсчета. :)

А в случае если два ?

----------

Кроме того... вот эта штука поправки в эксперимент должна внести ?

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0% ... 1%82%D0%B8

Цитата:

...Увлечение инерциальных систем отсчёта вращающимся телом заключается в том, что вращающийся массивный объект «тянет» пространство-время в направлении своего вращения: удалённый наблюдатель в покое относительно центра масс вращающегося тела обнаружит, что самыми быстрыми часами (то есть покоящимися относительно локально-инерциальной системы отсчёта) на фиксированном расстоянии от объекта являются часы, имеющие компоненту движения вокруг вращающегося объекта в направлении вращения, а не те, которые находятся в покое относительно наблюдателя, как это происходит для невращающегося массивного объекта. Точно так же удалённым наблюдателем будет установлено, что свет двигается быстрее в направлении вращения объекта, чем против его вращения...

Земля то вращается. Масса немалая. Эксперимент критичен к оси времени...

http://en.wikipedia.org/wiki/Frame-dragging

[Circiter]

Фреймдраггинг на других масштабах действует и к текущей теме ну никак не относится, вообще никак. Забудьте про него. Прыжок в едущем поезде, тоже, знаете, не приводит к уходу пола из под ног, но не фреймдраггингом же это объяснять? :)

В любом случае, в обсуждаемом эксперименте понятие "тоже самое место" не требует уточнений. Есть лаборатория, там проводят эксперимент. Есть координаты детектора при его "включении" (когда он регистрирует унру-подобные лучи и таким образом спутывается с вакуумом). Вот эти координаты и используются для второго сеанса связи. Ничего необычного; даже если между сеансами детектор меняют на другой.

Вот вы там ссылку на другой спец.форум приводили. Можете там попробовать спросить, меняют детектор до второго пришествия включения или используют тот же самый. Только не говорите ничего про вращение земли/поезда/галлактики, ok? Ну и про ближайшую аналогию требуемого непостоянства этого самого energy gap'а спросить бы; есть ли вообще кандидаты на такой детектор (какой взять атом, как его приготовить, и т.д.); от меня вот все время ускользает выделенность момента $t=0$...

Собственно, на текущий момент я сказал, все что мог, извините. Как сами разберетесь, рад буду (и, видимо, не только я) послушать разжеванные разъяснения. :) Название-то у темы действительно интересное.

[limarodessa]

limarodessa в сообщении #485909 писал(а):

... намереваются через определенное время разместить второй детектор в той же точке пространства где находился первый детектор то как у них это получится ? Земля то ведь вращается (при чем в нескольких степенях свободы)... О какой системе отсчета идет речь ? Как там с физическим вакуумом - он что "перемещается" вместе с системой отсчета ?

Circiter в сообщении #488176 писал(а):

...В любом случае, в обсуждаемом эксперименте понятие "тоже самое место" не требует уточнений. Есть лаборатория, там проводят эксперимент. Есть координаты детектора при его "включении" (когда он регистрирует унру-подобные лучи и таким образом спутывается с вакуумом). Вот эти координаты и используются для второго сеанса связи. Ничего необычного; даже если между сеансами детектор меняют на другой...

Это обусловлено вот этим ? :

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0526.html

Цитата:

...ВНУТРЕННЯЯ СИММЕТРИЯ в квантовой теории поля (КТП) - инвариантность относительно преобразований над квантованными полями, при к-рых не затрагиваются пространственно-временные координаты...

или существует другое объяснение ?

[limarodessa]

Всем доброго времени суток. Поднял эту тему в топ - может быть у кого то появятся соображения в дополнение к предыдущим мнениям (в этой теме) ?

[fizeg]

Пока что реакция

У них все держится на том, что рассматривается свободное безмассовое поле. Это наблюдение наверняка можно где-нибудь использовать... но какие эксперименты???

-- 19.10.2014, 20:39 --

К тому же для полной симметрии с традиционным Риндлером... Будем рассматривать равноускоренных сверхсветовых наблюдателей? А иначе, зачем нам интересно разложение по соответствующим риндлеровским модам?