KUANTUM LABORATUVARI ETKİLEŞİMLİ DENEY / 01

Gecikmeli seçim
kuantum silgisi

Ölçüm bazını değiştir; sinyallerin tümünü ve gecikmeli eşleşmeleri karşılaştır. Aynı kayıtlar, farklı alt kümeler.

Canlı örnekleme

DÜZENEK / ŞEMATİK

Bir çift. İki ayrı kayıt.

tᵢ > tₛ

① D₀: konum kaydı Δt > 0 → ② Eşlikçi: ölçüm sonucu → ③ Kayıtları eşleştir

İlk gecikmeli eşleşme bekleniyor…

Ölçekli optik düzenek değildir. Yalnız temsili çiftler hareketlidir; bütün olaylar sayılır. Küçük ekranda şemayı yatay kaydırabilirsiniz.

D₀ KAYDI

0Tüm sinyal konumları

EŞLEŞEN ÇİFT

0Eşlikçi sonucu da biliniyor

ETİKET BEKLEYEN

0D₀ kaydı var, eşlikçi henüz yok

Önce toplamı, sonra alt kümeyi izle.

Kuramsal eğri

KOŞULSUZ DAĞILIM

D₀: tüm sinyaller

N = 0

Eşlikçi sonucu kullanılmıyor

Sayım histogramı Kuramsal beklenti

Baz seçimi bu dağılıma saçak eklemez. Küçük örneklemdeki düzensizlikler rastgele sayım dalgalanmalarıdır.

KOŞULLU DAĞILIM / EŞLEŞME

D₀: seçilen alt küme

N = 0

D₀ ∩ D₁ kayıtları Kuramsal beklenti

D₁ ile eşleşen konumlarda saçaklar belirir. Bu filtre, önceki D₀ konumlarını değiştirmez.

İki grafik de birim alanlı normalize yoğunluktur; yatay ve dikey ölçekleri ortaktır. Net bir karşılaştırma için “5.000 çift” ekleyip D₁ → D₂ → D₁ + D₂ filtrelerini deneyin.

Gecikmeli seçim, geçmişi değiştirmek değildir.

D₁ ve D₂ ile eşleşen D₀ alt kümeleri karşıt saçaklar verir; toplamlarında girişim kaybolur. D₃ ve D₄, A/B yolunu ayırt eder. Alt kümeleri bulmak için eşlikçi sonuçlarının klasik bir kanaldan alınması gerekir: bu düzenek geçmişe ya da ışıktan hızlı mesaj göndermez.

Modelin fiziği, olasılık kuralları ve sınırları

Ortak dağılım nasıl örnekleniyor?

İdeal başlangıç durumu iki yol etiketini dolanıklaştırır:

|Ψ⟩ = (|A⟩ₛ|a⟩ᵢ + |B⟩ₛ|b⟩ᵢ) / √2

D₀ konumu önce ortak Gauss zarfından örneklenir: G(x) ∝ exp[−x²/(2σ²)], σ = 0,34 ve −1 ≤ x ≤ 1. Eşlikçi ölçümü geldiğinde:

P(D₁ | x, silgi) = ½[1 + cos(8πx)]
P(D₂ | x, silgi) = ½[1 − cos(8πx)]
P(D₃ | x, yol) = P(D₄ | x, yol) = ½

“Karma” modunda iki ölçüm bazı eşit olasılıkla seçilir. Bütün dedektör sonuçları toplandığında her zaman P(x) = G(x) elde edilir. Kesikli eğriler ilgili koşullu dağılımın normalize edilmiş beklentisidir.

Ne gösteriliyor, ne gösterilmiyor?

Silgi bazı, (|a⟩ ± |b⟩)/√2 süperpozisyonlarını ölçer; A/B ayrımı yapılmaz. D₁ veya D₂ sonucunu kullanıcı seçemez.
Her çift bir D₀ kaydı ve yalnız bir eşlikçi sonucu üretir. Sonuçlar çift kimliğiyle eşleştirilir; filtreler aynı x kayıtlarını yeniden gruplar.
Örnekleme sırası geçmişe etki ya da önceden belirlenmiş klasik bir yol varsaymaz. Ayrı fotonlardaki sabit baz ölçümlerinin ortak olasılıkları, ölçüm sırasından bağımsızdır.
Gauss kırınım zarfı, ideal dolanıklık, kusursuz dedektörler ve sıfır arka plan varsayılır. İdeal modelde gecikme yalnız sonucun görünme zamanını değiştirir.
Karma mod, dört dedektörlü silginin ideal istatistiğini temsil eder; şekil gerçek bir optik düzeneğin birebir yerleşimi değildir. Diğer modlar yalnız silgi veya yalnız yol bazında ölçümdür.
“5.000 çift” aynı olasılık kurallarıyla animasyonsuz örnek ekler; gösterilen gecikmeyi beklemez. Kuramsal çizgiler ölçülmüş veri değildir.

Kuantum fiziğindeki gecikmeli seçim kuantum silgi deneyinin ...