Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 37
А как же распад B-мезона?
Статистически это одно из самых сильных отклонений от Стандартной Модели.
Статистически это одно из самых сильных отклонений от Стандартной Модели.
Согласно современной квантовой механике, манипуляции с частицей А могут мгновенно изменять состояние сколь угодно далекой частицы В без каких-либо каналов связи
Объясните чайнику — в итоге получается, что мгновенная сверхсветовая связь все же гипотетически возможна?
Нет, это традиционное заблуждение. Квантовая запутанность не дает возможности передавать информацию, поскольку во-первых запутываются локальные частицы, а во-вторых никто не знает заранее какое будет значение наперед (а следовательно и договориться о результате нельзя).
Представьте, что у вас есть две коробки и пара шаров. Один шар черный, другой белый.Все это добро вы складываете в мешок. На ощупь кладете по шару в коробку, не зная какой положили куда. Потом одну коробку отдаете другу и он уезжает с ней на противоположную сторону Земли. Получается, что состояния шаров в коробках оказываются запутанными. По условию опыта.
Пока вы не вскрыли коробку, вы можете считать, что в коробке могут быть и черный и белый шар (с равной вероятностью). Формально, они как бы существуют оба, пока вы не схлопнете волновую функцию и не откроете коробку. В момент наблюдения волновая функция схлопывается. Причем обнаружив белый шар у себя, вы незамедлительно узнаете, что за 12800 км от вас есть коробка, в которой шар черный (и наоборот).
Получается, что вторая коробка «узнала», что у вас белый шар? Нет. Дает ли это вам это знание возможность передавать информацию? Нет. Вы не можете влиять на исход эксперимента и не можете привязать к событиям полезную информацию. Это все равно что подбрасывать монетку и пытаться передавать информацию через нее.
P.S.: Речь только о невозможности передавать полезную информацию, а не о бесполезности запутывания как такового.
Представьте, что у вас есть две коробки и пара шаров. Один шар черный, другой белый.Все это добро вы складываете в мешок. На ощупь кладете по шару в коробку, не зная какой положили куда. Потом одну коробку отдаете другу и он уезжает с ней на противоположную сторону Земли. Получается, что состояния шаров в коробках оказываются запутанными. По условию опыта.
Пока вы не вскрыли коробку, вы можете считать, что в коробке могут быть и черный и белый шар (с равной вероятностью). Формально, они как бы существуют оба, пока вы не схлопнете волновую функцию и не откроете коробку. В момент наблюдения волновая функция схлопывается. Причем обнаружив белый шар у себя, вы незамедлительно узнаете, что за 12800 км от вас есть коробка, в которой шар черный (и наоборот).
Получается, что вторая коробка «узнала», что у вас белый шар? Нет. Дает ли это вам это знание возможность передавать информацию? Нет. Вы не можете влиять на исход эксперимента и не можете привязать к событиям полезную информацию. Это все равно что подбрасывать монетку и пытаться передавать информацию через нее.
P.S.: Речь только о невозможности передавать полезную информацию, а не о бесполезности запутывания как такового.
Получается, что вторая коробка «узнала», что у вас белый шар? Нет.
Подождите, но ведь в тексте написано «манипуляции с частицей А могут мгновенно изменять состояние сколь угодно далекой частицы В», фразу «изменить состояние» сложно трактовать как-то иначе. В любом случае получается, что во Вселенной есть механизм, как-то позволяющий мгновенно изменять состояние чего-либо? Значит есть отличный от нуля шанс, что в будущем его как-то можно использовать?
Если нет, то жаль конечно :)
Да, что-то с примером про шары явно не так. Открыть коробку, тут не равно манипуляции с шаром. А узнать какого цвета у тебя шар — не есть изменение состояния другого шара.
Либо ошибка в изначальном предложении.
Либо ошибка в изначальном предложении.
Все дело в том, что в классической интерпретации «открыть и посмотреть» в квантовом мире невозможно, не повлияв на исследуемый объект. С ним нужно провзаимодействовать и по отклику системы можно понять, в каком состоянии система была до момента взаимодействия. Но осуществляется это уже по факту. То есть, игрушку надо сломать, чтобы посмотреть что внутри.
Квантовое запутывание обеспечивает, что сломав игрушку A и получив результат X, мы можем быть уверены, что сломав B получим Y.
Квантовое запутывание обеспечивает, что сломав игрушку A и получив результат X, мы можем быть уверены, что сломав B получим Y.
Как написал vanxant, недавно открыли обратимые изменения, которые идут вразрез с копенгагенской интерпретацией, поэтому про них я ничего, к сожалению, сказать не могу.
Слабые измерения не противоречат копенгагенской интерпретации. И даже наоборот, отлично из нее вытекает. Любое измерение вызывает возмущение в состоянии, и это возмущение пропорционально силе измерения: чем больше информации мы получаем о системе, тем больше изменяется состояние системы. Поэтому если произвести бесконечно слабые измерения, состояние системы не изменится. А если измерение будет просто очень слабое, то изменение состояния будет пренебрежимо. Такие измерения можно повторить множество раз, и, хотя в среднем состояние системы останется приблизительно тем же, некоторую среднюю информацию извлечь можно.
PS открыли их уже давным давно
PS открыли их уже давным давно
«Сверхсветовая связь» — это упрощенное объяснение происходящего словами Эйнштейна. Он упорно не верил в смешанные состояния и полуживых-полумертвых котов, считая, что результат квантового измерения определяется какими-то пока неизвестными скрытыми параметрами. Отсюда и недоверие к запутанности: Эйнштейн считал, что если есть скрытые параметры, то результаты измерения для каждой из частиц предопределены. Ведь иначе получается, что один шар успевает передать информацию другому со сверхсветовой скоростью.
Собственно, оба утверждения оказались ошибочными. Пример с шарами показывает, почему сверхсветовая связь не нужна для объяснения. А эксперимент Белла доказал, что никаких скрытых параметров не существует, и результат любого квантового измерения случаен.
Говоря про «мгновенное изменение состояния» я имел в виду измерение, то есть определение цвета шара. Не самая удачная фомулировка. А квантовую запутанность уже используют для передачи информации — правда, ничего сверхсветового там нет и не предвидится: параллельно с квантовым каналом передачи данных приходится использовать еще и классический.
Собственно, оба утверждения оказались ошибочными. Пример с шарами показывает, почему сверхсветовая связь не нужна для объяснения. А эксперимент Белла доказал, что никаких скрытых параметров не существует, и результат любого квантового измерения случаен.
Говоря про «мгновенное изменение состояния» я имел в виду измерение, то есть определение цвета шара. Не самая удачная фомулировка. А квантовую запутанность уже используют для передачи информации — правда, ничего сверхсветового там нет и не предвидится: параллельно с квантовым каналом передачи данных приходится использовать еще и классический.
Есть более удачное объяснение парадокса. Представьте женатого астронавта, улетевшего в межзвездную экспедицию. Его жена через 2 года развелась, и он стал холостым в момент решения суда. Его состояние изменилось мгновенно, но никакая информация или материя не достигли мгновенно космического корабля, находящегося, скажем, на расстоянии 0.5 светового года. Здесь сразу видно, что никакого противоречия с теорией относительности нет. Кстати, в статье ошибка — если частицы в смешанном состоянии (запутанный — это дурацкий обратный перевод с английского слова mixed. Впервые описание смешанных состояний с помощью матрицы плотности ввел Ландау, так что русский вариант термина более правильный, слово mixed — это перевод термина, использованного Ландау) не взаимодействуют, то НИКАКОГО мгновенного изменения матрицы плотности второй частицы при воздействии на первую не происходит. Это нетрудно показать простым вычислением.
Похоже, придется написать нормальную статью про «квантовую запутанность», Слишком много народу пишет статьи о квантовой механике, не осилив даже начало 3 тома Ландау и Лифшица.
Запутанный — перевод от tangled, а не mixed.
Mix — это тоже путать. В любом случае состояния, которых идет речь, в учебниках всегда назывались смешанными. Поскольку первым описание таких состояний дал Ландау, то логичным было бы придерживаться его терминологии.
Но здесь конкретно идет речь о entangled, а не о mixed. И это не одно и то же.
Честно говоря, распутывать бессмысленно. Речь идет о смешанных состояниях по Ландау, которые описываются соответствующим образом. И если это не указано, то значит автор этого не понимает. И отсюда весь этот бред с сверхсветовой скоростью изменения состояния. Кстати, Эйнштейна комментаторы приплели совершенно зря. Никто из копенгагенской школы ему такую ересь не говорил — эти люди в физике разбирались.
Ну, знаете, если вы не отличаете mixed (смешанные) от entangled (запутанные) — это вам нужно садиться за основы квантов. Запутанные состояния вполне могут быть чистыми, между прочим. И в статье речь именно о запутанных.
Покажите мне слово «mixed» в любой из трех статей или в пресс-релизе APS. Ах да, его же нигде нет, потому что общепринятые термины, мягко говоря, отличаются от ваших представлений. Это спор о переименовании Петербурга в Ленинград, не более.
Мне вообще глубоко непонятна тяга вроде бы образованных людей спорить с терминологией (и тем более самоутверждаться таким образом) вместо того, чтобы обсуждать суть вещей. Ну а ваш комментарий по поводу скорости света я вынужден проигнорировать: цель научно-популярной литературы — наглядно объяснять материал, в том числе для читателя-неспециалиста. Поэтому сказать «это явно не передача информации — иначе она бы шла со сверхсветовой скоростью» — это совершенно естественно.
На мой взгляд, всем было бы гораздо интереснее услышать ваше мнение по поводу вот этого комментария и исходящей из него ветки.
Мне вообще глубоко непонятна тяга вроде бы образованных людей спорить с терминологией (и тем более самоутверждаться таким образом) вместо того, чтобы обсуждать суть вещей. Ну а ваш комментарий по поводу скорости света я вынужден проигнорировать: цель научно-популярной литературы — наглядно объяснять материал, в том числе для читателя-неспециалиста. Поэтому сказать «это явно не передача информации — иначе она бы шла со сверхсветовой скоростью» — это совершенно естественно.
На мой взгляд, всем было бы гораздо интереснее услышать ваше мнение по поводу вот этого комментария и исходящей из него ветки.
Не вводите в заблуждение — два шара не являются запутанными. Классическая корреляция (именно то, что вы описываете) — не то же, что квантовая запутанность. Отличие именно в том, что когда вы шары положили, вы хоть и не знаете состояния, но оно уже существует, а в квантовом случае — шары одновременно будут и черным и белым, до момента измерения. Это привносит свои особенности в статистику измерений, и именно это отличие классического и квантового было показано в экспериментах.
А можно пример, как на практике проявляется разница между квантовой запутанностью и изначально разноцветными шарами?
На уровне вероятностей. Если состояние частиц изначально фиксированное, то серия измерений особого вида выдаст результат А в определённом проценте случаев. Если не фиксированное, а является настоящей «квантовой смесью» — процент результатов А окажется другим.
Если вы имеете ввиду, как это можно проверить, то для этого нужно провести специальный эксперимент. Советую почитать тут хорошую аналогию. Вкратце, результатом этого эксперимента будет то, что в квантовом случае корреляции между результатами измерения будут сильнее, чем это позволено в классическом случае. И это вполне можно измерить (и было измерено) в эксперименте.
На самом деле, вопрос о том, в какой именно момент происходит «коллапс состояния» — шарики обретают цвет, относится скорее к философии — интерпретации квантовой механики.
С практической же точки зрения важна нелокальность такого взаимодействия — измерение одной частицы (шара) изменяет состояние другой. На этом основана, собственно, вся квантовая информатика и криптография.
На самом деле, вопрос о том, в какой именно момент происходит «коллапс состояния» — шарики обретают цвет, относится скорее к философии — интерпретации квантовой механики.
С практической же точки зрения важна нелокальность такого взаимодействия — измерение одной частицы (шара) изменяет состояние другой. На этом основана, собственно, вся квантовая информатика и криптография.
Пример с шарами в коробках или перчатками в посылках всегда используется, чтобы показать, что запутанность работает не так. То есть общий смысл такой, но изначального состояния, как у макрообъектов, у запутанных частиц нет. То есть левая перчатка в посылке всегда остается левой, как и была изначально, а состояние запутанного фотона изначально не определено.
Возможна, при помощи слабых (обратимых) измерений.
Впрочем, частицы надо сначала запутать, а потом одну из запутанных частиц заранее доставить адресату классическим способом (с досветовой скоростью).
Т.е. письмо в конверте надо отправить заранее, но писать его можно прямо перед вскрытием конверта.
Впрочем, частицы надо сначала запутать, а потом одну из запутанных частиц заранее доставить адресату классическим способом (с досветовой скоростью).
Т.е. письмо в конверте надо отправить заранее, но писать его можно прямо перед вскрытием конверта.
Не-а. Слабые измерения можно производить сколько угодно, но их результат нужно отправить собеседнику. По классическому каналу с досветовой скоростью.
Зачем?
Слабо-измеряем, пока не выпадет нужное значение (0 или 1). Дальше обычная коррекция ошибок на случай «тотальной неудачи».
Слабо-измеряем, пока не выпадет нужное значение (0 или 1). Дальше обычная коррекция ошибок на случай «тотальной неудачи».
Но сигнал о том, что мы закончили слабо измерять, и можно вскрывать, как-то доставить надо?
Зачем? Достаточно заранее синхронизировать часы.
Даже если какой-то бит мы не успеем «намерять» в нужный интервал, ECC спасёт.
Даже если какой-то бит мы не успеем «намерять» в нужный интервал, ECC спасёт.
В одной из тем уже обсуждалась аналогичная задача. Если я правильно понял и запомнил, то для повтора слабого измерения необходимо «откатить» квантовую систему в исходное состояние (которое было до измерения), но сделать это, оказывается, не так-то просто: для этого требуется прямой доступ ко всей квантовой системе, участвующей в процессе. В частности, к обоим запутанным частицам. То есть смысла в такой передаче информации просто нет.
Позвольте поделиться объяснением квантовой запутанности, передачи данных быстрее (?) скорости света и статистике измерений путем ссылки на видео от Veritasium. Это лучшее видео-объяснение из тех, которые я читал/смотрел. Надеюсь, вам понравится.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Физические итоги 2015 года