Phương_pháp đo không tương_tác Các phương_pháp đo không tương_tác là các phương_pháp đo_đạc lượng_tử mà không có sự tương_tác lượng_tử giữa vật_thể được đo_đạc với các hạt khác chẳng_hạn như photon được dùng để thu_nhận thông_tin về vật_thể Một bài_toán thường được lấy_làm ví_dụ trong đo_đạc không tương_tác được mô_tả như sau Cho một tập_hợp các hạt gồm hai loại các hạt hỏng và các hạt tốt Nếu chiếu photon vào các hạt tốt các hạt tốt sẽ hấp_thụ photon và hạt tốt sau khi hấp_thụ photon thì bị phá_huỷ trở_thành hạt hỏng Nếu chiếu photon vào các hạt hỏng photon sẽ không bị hấp_thụ bởi các hạt hỏng Câu hỏi của bài_toán là có cách nào để xây_dựng một hệ_thống đo_đạc chứa một hạt như_vậy bên trong mà khi chiếu photon vào sẽ có xác_suất cao xác_định được hạt bên trong là hạt tốt đồng_thời không phá_huỷ hạt đó không Phương_Pháp Elitzur_Vaidman_Phương pháp Elitzur_Vaidman sử_dụng giao_thoa kế Mach_Zehnder để giải_quyết bài_toán nêu trên với xác_suất xác_định được hạt bên trong là hạt tốt đồng_thời không phá_huỷ hạt đó tiệm_cận được 33 Giao_thoa kế Mach_Zehnder được thiết_lập để xác_suất mà photon đến D1 là 100 còn xác_suất photon đến D2 là 0 Từ sơ_đồ b trong hình bên giả_sử G là hạt tốt ta có 1 50 cơ_hội mà một photon sẽ đi theo con đường có chứa G dẫn đến một phá_huỷ hạt Không có photon ở D1 D2 nhưng cùng với đo là thất_bại vì đã phá_huỷ hạt tốt để biết kết_quả 2 50 còn lại sẽ có 1 2 vào D1 và 1 2 vào D2 vì bây_giờ G vô_hình ảnh_hưởng đến đên photon làm cho hệ không còn như trước là ràng_buộc vào D1 tức_là 25 50 50 vào D2 hoặc vào D1 2 a 25 vào D2 Xác_định hạt tốt không cần phá_huỷ nó Thành_công 2 b 25 vào D1 Không xác_định được thông_tin gì và phải đo lại vì hạt tốt hay hạt lép thì cũng đều vào D1 chính vì thử lại cho đến khi thành_công nên ta tính hiệu_suất của phương_pháp là formula _ 1 Phương_pháp Kwiat và cộng_sự Phương_pháp Kwiat và cộng_sự được đưa ra vào năm 1995 bởi Kwiat_Weinfurter_Herzog_Zeilinger và Kasevich_Phương pháp đo này dựa trên giao_thoa kế Michelson và hiệu_ứng Zenno lượng_tử Trong ví_dụ dưới đây xác_suất xác_định được hạt tốt mà không phá_huỷ nó lên tới 66 BULLET Giải_thích Chú_ý SM cho photon vào trong khoang và cho nó phản_xạ 4 lần rồi cho_qua nghĩa_là sau khi qua PR1 PR2 8PR2 PR2 PR1 rõ hơn là lần đầu nó cho vào như kính PR1 PR2 sau đó nhốt lại sau 4 lần phản_xạ như Gương 4 2PR2 rồi thả cho_qua như kính trong lần chạm tráng thứ 6 trước khi thoát và về lại h thì photon cần đi qua PR2 PR1 lần nữa Kết_quả qua hệ ánh_sáng bị quay formula _ 2 Nều không có gì tác_động tấc nhiên ta không thấy gì vì nó không_thể_nào qua h khi đã quay formula _ 3 S D Nguồn phát và cũng là nguồn thu Như nói ở trên bây_giờ xét trường_hợp A là hạt tốt mà ta cần chỉ ra xác_suất xác_định hạt tốt mà không phá_huỷ hạt Đầu_tiên sau khi qua PR1 và PR2 nó quay góc formula _ 4 và qua kính tách chùm PBS tạo ra xác_suất gặp hạt A là formula _ 5 và xác_suất qua b và vòng lại qua 2 lần PR2 tiếp là formula _ 6 Tiếp_tục như_thế cho đến hết quá_trình Kết_quả sau 4 lần nhốt và thoát ra ngoài thì xác_suất nhìn thấy photon tức_là hạt A là hạt tốt và không phá_huỷ nó thành_công là formula _ 7 Bằng cách này ta có_thể tạo ra những máy kiểm_tra hạt với hiệu_suất gần 100 bằng cách tăng số vòng và giảm góc_quay Tham_khảo BULLET 1 Paul_G_Kwiat_Letter Interaction free measurement 1995 BULLET 2 Foundations of Quantum_Mechanics of Quantum_Mechanics 2009 BULLET 3 interferometer BULLET 4 Free_Measurements_Đọc_Thêm BULLET Elitzur_A_C and Vaidman_L 1993 Quantum mechanical interaction free measurements Found_Phys 23 987 97 arxiv hep th 9305002 BULLET Penrose_R 2004 The_Road to Reality_A_Complete_Guide to the Laws of Physics_Jonathan_Cape_London BULLET Watanabe_H and Inoue_S 2000 Experimental demonstration of two dimensional interaction free measurement APPC 2000 Proceedings of the 8th Asia_Pacific_Physics pp 148 150
Phương_pháp đo không tương_tác