Русская Википедия:Неравенство Белла — Клаузера — Хорна — Шимони

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Неравенство Белла — Клаузера — Хорна — Шимони, неравенство CHSH — неравенство, задающее свойство корреляции четырёх случайных величин.Шаблон:Sfn Для составной квантовой системы при помощи этого неравенства доказывается несовместимость её классического описания в соответствии с принципом локальности c предсказывемыми квантовой теорией и наблюдаемыми на опыте значениями коррелированности между данными измерений её подсистем (теорема Белла),Шаблон:SfnШаблон:Sfn Получило наименование неравенство CHSH в честь Джона Клаузера, Майкла Хорна, Абнера Шимони и Ричарда Холта, которые вывели его в 1969 году.[1] Это неравенство, которое, как и исходное неравенство Джона Стюарта Белла,[2] обязательно истинно, если существуют локальные скрытые переменные, предположение, которое иногда называют локальный реализм.Шаблон:Sfn На практике это неравенство нарушается современными экспериментами в области квантовой механики.[3]

Формулировка и доказательство

Пусть <math>X_{j}, Y_{k}, j, k = 1,2</math> — случайные величины на произвольном вероятностном пространстве <math>\Omega</math> такие, что <math>\left | X_{j} \right | \leqslant 1, \left | Y_{k} \right | \leqslant 1</math>. Тогда для любого распределения вероятностей <math>P</math> на <math>\Omega</math> корреляция этих величин удовлетворяет неравенству <math> \left | \mathbb{E} X_{1}Y_{1} + \mathbb{E} X_{1}Y_{2} + \mathbb{E} X_{2}Y_{1} - \mathbb{E} X_{2}Y_{2} \right | \leqslant 2</math>, где <math>\mathbb{E}</math> - математическое ожидание, соответствующее распределению <math>P</math>.Шаблон:Sfn

Доказательство исходит из неравенства: <math>\left | X_{1}Y_{1} + X_{1}Y_{2} + X_{2}Y_{1} - X_{2}Y_{2} \right | \leqslant \left | Y_{1} + Y_{2} \right | + \left | Y_{1} - Y_{2} \right | \leqslant 2 \max \left \{ \left | Y_{1} \right | , \left | Y_{2} \right | \right \}</math>

Из него следует неравенство <math>-2 \leqslant X_{1}Y_{1} + X_{1}Y_{2} + X_{2}Y_{1} - X_{2}Y_{2} \leqslant 2</math>

Усредняя его по распределению <math>P</math>, получаем искомое неравенство.Шаблон:Sfn

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

  1. J.F. Clauser, M.A. Horne, A. Shimony, R.A. Holt, "Proposed experiment to test local hidden-variable theories", Phys. Rev. Lett., 23 (15): 880–4 1969
  2. Шаблон:Citation, reproduced as Ch. 2 of Шаблон:Citation
  3. Шаблон:Cite news