¿Los fotones dispersados ​​de un objeto forman un solo estado enredado que contiene tanto el objeto como todos los fotones dispersados?

Cuando me enfrento a preguntas como esta, siempre empiezo a preguntar “¿en qué casos especiales sé la respuesta para esto?” Luego pregunto: “¿Qué aprendo de estos casos?” Primero, supongamos que la dispersión es inducida por fotones que están enredados. [Si para empezar no se enreda nada, entonces no podemos crear enredos simplemente dispersando fotones, ¡si pudiéramos enredar la tecnología sería trivial!] En segundo lugar, suponemos que los fotones dispersos surgen de átomos diferentes, por lo que no estamos hablando de conversión paramétrica . [Si se emiten dos fotones de un solo átomo, a menudo nos enredamos, esto es lo que sucede, por ejemplo, en cristales paramétricos no lineales. Pero esto se considera emisión espontánea, no dispersión.]

Entonces, ¿cuándo sabemos la respuesta? ¡Derecho! Cuando el “objeto” es un divisor de haz o un espejo, como se usa en la computación cuántica óptica, encriptación, teletransportación o borrador cuántico con opción de retraso. En todos estos casos, consideramos “obvio” que la dispersión de fotones por el espejo o la lente retiene el enredo de la entrada. En este caso no hay enredos con el objeto. ¿Por qué? ¡Derecho! El espejo tiene átomos con estados relevantes que no están en superposición para empezar, una condición previa para el enredo. En resumen:

En el caso de los espejos y lentes que están adecuadamente revestidos y pulidos y, por lo tanto, funcionales, los fotones dispersados ​​de la superficie no se enredan con la superficie misma, sino que los fotones iniciales excitan la dispersión.

Consideremos otro ejemplo: ¿qué tal si la luz golpea una superficie áspera y rugosa? Aquí los fotones reflejados no están enredados. ¿Por qué? ¡Derecho! Cada átomo en la superficie está ubicado en una ubicación aleatoria con orientación de polarización aleatoria. Entonces dos fotones enredados pierden su enredo. Concluimos:

En el caso de los objetos que tienen una forma aleatoria, los fotones dispersados ​​fuera de la superficie no se enredan con la superficie misma, ni con los fotones iniciales que excitan la dispersión.

Entonces, ¿qué concluimos?

Los objetos que están cuidadosamente diseñados para preservar la orientación y la polarización de hecho preservan el enredo de fotones dispersos. Los objetos deben estar estructurados y no están sujetos a enredos. Del mismo modo, las superficies polarizadas y / o orientadas aleatoriamente no retienen el enredo de los fotones incidentes.


Finalmente, tenga en cuenta que el teorema de no clonación es adecuado aquí. Los objetos, si se enredaran con los fotones dispersos, estarían clonando el estado cuántico, ¡lo cual es un no!

gracias por a2a


Agregado 5/04/2016: El OP publicó un comentario que plantea un punto interesante. Estoy tratando el enredo aquí como a menudo se entiende, como en un estado EPR. Encontré una definición en wikipedia que está en conflicto con eso, ver: Estado separable.

Allí, cualquier estado no separable se define como enredado. Entonces, lo anterior sigue siendo correcto si entendemos por enredo que saber el estado de x nos dice el estado de y. Eso es lo que la mayoría de las discusiones sobre el tema definen como enredos. El estado no separable es generalmente un estado acuñado como discordia cuántica.

Si. Al menos, esta es la suposición hecha en dos documentos fundamentales sobre decoherencia:

Unruh, WG y WH Zurek. 1989. Reducción de un paquete de ondas en Quantum Brownian Motion.Phys. Apocalipsis D.40: 1071.

Joos, E. y Zeh, HD (1985): “La aparición de propiedades clásicas a través de la interacción con el medio ambiente”. Z. Phys. B59, 223

Si Bill Unruh lo dice, no apostaría en contra de eso; ¡Pero esto está más allá de mí! Me pregunto qué piensa Philip Stamp …