Classical and quantum complementarity

Abstract

Dos observables complementarios pueden medirse simultáneamente de forma que sus distribuciones individuales exactas se recuperen mediante una adecuada inversión de datos. Este trabajo aplica este enfoque al ejemplo paradigmático del interferómetro de Young desde perspectivas clásica y cuántica. Se demuestra un paralelismo completo entre la complementariedad en ambas teorías. En ambos dominios, la complementariedad se manifiesta mediante un comportamiento patológico en la distribución conjunta inferida, como la aparición de valores negativos. El estudio utiliza herramientas formales equivalentes en óptica clásica y cuántica, mostrando que la diferencia principal radica en la interpretación física de las distribuciones: intensidad de luz en el caso clásico y probabilidad de fotones en el caso cuántico.

Two complementary observables can be measured simultaneously so that the exact individual distributions can be recovered by a proper data inversion. We apply this program to the paradigmatic example of the Young interferometer from the classical and quantum points of view. We show complete parallelism between complementarity in the quantum and classical theories. In both domains, complementarity manifests in a pathological behavior for the inferred joint distribution.