nietlocaliteit

Nietlocaliteit is een begrip uit de kwantumfysica dat verwijst naar correlaties tussen twee of meer ruimtelijk gescheiden systemen die niet kunnen worden verklaard door lokale oorzakelijkheid. In de quantummechanica kunnen met entangled deeltjes zogeheten niet-lokale correlaties bestaan: meetresultaten aan het ene deeltje hangen samen met resultaten aan het andere, onafhankelijk van de afstand tussen de deeltjes, terwijl er geen informatie sneller dan het licht kan worden verzonden.

Historisch gezien speelt de kwestie een centrale rol in het debat over de volledigheid van de quantumtheorie. In 1935 wezen Einstein, Podolsky en Rosen op een paradox (EPR) die volgens hen aangaf dat QM mogelijk een incompleet beeld geeft als lokale verborgen variabelen bestaan. Bohr leverde kritiek op deze interpretatie. In 1964 toonde Bell vervolgens aan dat lokale verborgen-variabele theorieën niet alle kwantumvoorspellingen kunnen reproduceren; experimenten sindsdien testen deze ongelijkheid.

Experimenten tonen herhaaldelijk aan dat de kwantumvoorspellingen met niet-lokale correlaties overeenkomen. Bij Bell-testen worden statistische bonussen van meetresultaten vergeleken met lokale realisme-voorstellingen; de resultaten wijzen consequent in de richting van quantum-nietlokaliteit. Hoewel deze correlaties niet bruikbaar zijn voor sneller-dan-licht communicatie, laten ze wel zien dat de wereld op fundamenteel niveau niet voldoet aan het klassieke begrip van lokale oorzakelijkheid.

Interpretaties variëren: sommige documenten beschrijven geen daadwerkelijke invloed tussen de deeltjes, maar een niet-lokale correlatie; andere modellen, zoals de de Broglie-Bohm- theorie, nemen expliciet niet-lokale sturing aan. Nietlocaliteit is dan ook een fundamenteel onderwerp in de interpretatie van quantummechanica en heeft praktische toepassingen in quantum-informatie, zoals cryptografie en device-independent certificering.