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使用猫态的二分Leggett-Garg与宏观Bell不等式违背:区分弱宏观实在论与确定性宏观实在论

量子物理 2024-12-03 v2

摘要

我们考虑对Leggett-Garg宏观实在论与宏观定域实在论的检验,其中对于类空间隔测量,宏观非侵入可测性假设由宏观定域性假设所佐证。我们给出了基于自旋1/21/2本征态的微观量子比特的Bell实验与基于两个宏观可区分相干态(猫态)的宏观量子比特的思想实验之间的映射。在此映射中,Stern-Gerlach分析器的幺正转动由相互作用H=Ωn^4H=\Omega\hat{n}^{4}实现,其中n^\hat{n}为量子数。通过调整相互作用时间,可改变测量设置。因此我们预言在宏观区域中Leggett-Garg与Bell不等式的违背,其中粗粒化测量M^\hat{M}只需区分两个宏观可区分相干态。为解释这些违背,我们区分了宏观实在论若干微妙不同的定义。确定性宏观定域实在论(dMR)假设在由分析器产生的幺正转动之前,测量M^\hat{M}有确定结果,并被这些违背所否定。弱宏观实在论(wMR)假设对于制备在两个宏观可区分的M^\hat{M}本征态叠加ψpointer\psi_{pointer}中的系统,在幺正转动之后有确定结果。我们发现wMR可视为与这些违背一致。我们给出一个模型,其中wMR成立,且宏观违背在幺正动力学过程中浮现。最后,我们指出一个EPR型悖论:在测量M^\hat{M}之前系统的弱宏观实在论描述与量子力学的完备性不一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.14997,
  title  = {Bipartite Leggett-Garg and macroscopic Bell inequality violations using cat states: distinguishing weak and deterministic macroscopic realism},
  author = {Manushan Thenabadu and M. D. Reid},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14997},
  year   = {2024}
}