우연계산(물리학)
Coincidence counting (physics) |
양자물리학에서는 입자 비지역성과 양자 얽힘 현상을 시험하는 실험에 우연 계산이 사용된다.이러한 실험에서 두 개 이상의 입자가 동일한 초기 에너지 패킷에서 생성되며, 이들의 물리적 특성을 부정할 수 없이 연결/내부화한다.개별 입자 검출기는 각 입자의 양자 상태를 측정하여 결과 신호를 우연 계수기로 보낸다.얽히고설킨 것을 연구하는 어떤 실험에서도, 얽힌 입자들은 또한 감지되는 비접합 입자에 의해 수적으로 훨씬 우세하다; 얽힌 신호를 익사시키는 패턴 없는 소음이다.두 개의 검출기 시스템에서 우연 카운터는 두 검출기를 동시에 타격하는 검출 신호(또는 더 정확히 말하면 두 검출기에 도착하여 동일한 방출 시간에 상관되는 신호만 기록하는 검출 신호만 기록함으로써 이 문제를 완화한다.이렇게 하면 데이터가 얽힌 입자만 나타낼 수 있다.
단, 검출기/카운터 회로는 무한정 정밀한 시간 분해능을 가지지 않으므로(전자제품과 우주의 법칙 자체의 한계로 인해), 검출은 시간 빈(시스템의 시간 분해능과 동등한 검출 윈도우)으로 분류해야 한다.동일한 빈의 탐지는 개별 탐지 시간을 더 이상 해결할 수 없기 때문에 동시에 발생하는 것으로 보인다.따라서 두 개의 검출기 시스템에서 두 개의 관련 없는 비조화 입자가 두 검출기를 임의로 타격하여 동일한 시간 빈으로 분류하고 신호에 노이즈를 추가하는 거짓 공진(false-coincident)을 만들 수 있다.이로써 우연의 일치 카운터는 잡음을 완전히 제거하지 않고 양자 행동을 연구할 수 있는 범위까지 신호 대 잡음 비를 개선하는 것으로 제한된다.
지금까지 벨의 불평등을 계산하거나 양자 지우개를 수행하거나 양자 얽힘을 정보 채널로 활용하는 어떤 실험도 우연의 일치 카운터를 이용해야만 가능했다.[clarification needed]이는 임의적 또는 목적적 결정이 이미 (지연된 선택 양자 지우개에서처럼) 이전된 사건에 영향을 미치고 있는 것으로 보여도 우연 회로가 과거와 미래의 행동을 모두 상관할 때까지 과거의 신호를 보거나 해독할 수 없기 때문에 불가피하게 초음파 통신을 방지한다.따라서 과거의 "신호"는 미래로부터 "전송"된 후에만 볼 수 있으며, 양자 얽힘이 빛보다 빠른 통신이나 데이터 시간 여행을 목적으로 악용되는 것을 방지한다.
