干涉实验、反常弱值与宏观实在论的 Leggett-Garg 检验

宏观实在论是一种经典世界观，断言宏观物体的属性独立存在且不论是否被观测。在量子理论中检验这一观点的一种实用方法是通过干涉实验观测宏观物体的量子相干性。检验量子理论中宏观实在论概念的一种优雅且概念上吸引人的方法是通过违背 Leggett-Garg 不等式。然而，结论性的 Leggett-Garg 检验取决于实验中非侵入可测性判据如何被保证，且至今仍是争议问题。在本工作中，我们通过弱值将检验宏观实在论的实用方法与概念方法联系起来。我们论证，只要在干涉实验中观测到量子效应，就存在反常弱值。进一步，我们证明只要此类弱值存在，在任何干涉实验中都会获得 Leggett-Garg 不等式的违背。由于在仅路径干涉实验中系统自身充当装置，人们不能通过放弃非侵入可测性假设来挽救宏观实在论。我们关于 Leggett-Garg 情景中所涉假设以及我们的方案如何契合其中给出了严格讨论。进一步，利用准概率方法我们解释了在我们的方案中非侵入可测性条件如何被满足。