Australische en Duitse onderzoekers hebben samengewerkt om een ​​genetisch algoritme te ontwikkelen om de afwijzing van klassieke noties van causaliteit te bevestigen.

Dr. Alberto Peruzzo van de RMIT University in Melbourne zei:"De stelling van Bell sluit klassieke concepten van causaliteit uit en is nu een hoeksteen van de moderne natuurkunde.

"Maar ondanks het fundamentele belang van deze stelling, pas onlangs werd het eerste 'loophole-free' experiment gerapporteerd dat overtuigend bevestigde dat we klassieke noties van causaliteit moeten verwerpen.

"Gezien het belang van deze gegevens, een internationale samenwerking tussen Australische en Duitse instellingen heeft een nieuwe analysemethode ontwikkeld om dergelijke conclusies robuust te kwantificeren."

De aanpak van het team was om genetische programmering te gebruiken, een krachtige machine learning-techniek, om automatisch de dichtstbijzijnde klassieke modellen voor de gegevens te vinden.

Samen, het team paste machine learning toe om de dichtstbijzijnde klassieke verklaringen van experimentele gegevens te vinden, waardoor ze veel dimensies van de afwijking van het klassieke die kwantumcorrelaties vertonen, in kaart kunnen brengen.

Dr Chris Ferrie, van de Technische Universiteit Sydney, zei:"We hebben de regio die door het algoritme in kaart is gebracht luchtig de 'rand van de realiteit' genoemd, ' verwijzend naar de gebruikelijke terminologie 'lokaal realisme' voor een natuurkundig model dat voldoet aan de relativiteitstheorie van Einstein.

"Het algoritme werkt door causale modellen te bouwen door middel van gesimuleerde evolutie die natuurlijke selectie imiteert - genetische programmering.

"Het algoritme genereert een populatie van 'geschikte' individuele causale modellen die de nabijheid van de kwantumtheorie inruilen voor het minimaliseren van causale invloeden tussen relativistisch losgekoppelde variabelen."

Het team gebruikte fotonen, enkele lichtdeeltjes, om de kwantumcorrelaties te genereren die niet kunnen worden verklaard met behulp van klassieke mechanica.

Kwantumfotonica heeft een breed scala aan nieuwe technologieën mogelijk gemaakt, van kwantumberekening tot kwantumsleuteldistributie.

De fotonen werden geprepareerd in verschillende toestanden met kwantumverstrengeling, het fenomeen dat veel van de voordelen in de kwantumtechnologie aandrijft. De verzamelde gegevens werden vervolgens door het genetische algoritme gebruikt om een ​​model te vinden dat het beste overeenkomt met de waargenomen correlaties.

Deze modellen kwantificeren vervolgens het gebied van modellen die door de natuur zelf zijn uitgesloten.

Het onderzoek, "Het verklaren van kwantumcorrelaties door evolutie van causale modellen", is gepubliceerd in Fysieke beoordeling A en kan online worden geraadpleegd.