贝尔、旋量及经典自旋矢量模型的不可能性
该团队重新审视两个自旋-1/2粒子的贝尔-CHSH场景,并分离出贝尔矛盾的确切代数根源。在量子方面,自旋-1/2由作用于双自旋-1/2粒子希尔伯特空间的非交换旋量(克利福德)代数描述,其中单重态产生常规关联E(a,b)=−a⋅b和齐雷尔松边界2√2。在经典方面,标准贝尔假设等同于将所有测量结果描述为单个柯尔莫哥洛夫概率空间上的{±1}值随机变量,即交换代数𝒞(Λ)的元素。
该团队证明:在保持局部自旋分量{±1}谱和CHSH表达式中单重态关联的前提下,若采用标准贝尔假设的定域性(因子化)和测量独立性条件,则不存在将自旋-1/2旋量代数(包含其单重态及定域性结构)映射到任何此类交换性柯尔莫哥洛夫代数的表示。从这个意义上说,贝尔-CHSH矛盾表现为自旋的非交换旋量/克利福德描述与支持所有结果的单一全局柯尔莫哥洛夫空间经典假设之间的代数失配。用量子概率的语言来说,这是对已知事实的C*代数重构——单重态关联不允许在一个概率空间上具有联合分布结果的局域隐变量模型。
该工作还在作者提出的量子指标代数(QIA)框架内,给出了相同旋量结构的显式实现,其中定域性表现为不相交的指标槽,单重态则表现为简单的指标上闭链。
量科快讯
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