Насколько запутанна квантовая система? Ответ может быть невычислим

Автор оригинала: Davide Castelvecchi
  • Перевод
Доказательство на стыке чистой математики и теории алгоритмов возвышает «квантовую запутанность» на совершенно новый уровень.
Фраза «I shit bricks» в статье от Nature — бесценно. Да, это настолько неожиданный результат, что Nature позволяет себе вольности. (от переводчика)

Квантовая запутанность находится в сердце нового математического доказательства.Credit: Victor De Schwanberg/Science Photo Library

Альберт Эйнштейн однажды отметил, что квантовая механика должна позволять двум объектам оказывать влияние друг на друга мгновенно даже на огромных расстояниях, назвав это явление “мистическим дальнодействием” [1]. Спустя десятилетия после его смерти эксперименты подтвердили существование этого явления, но до сих пор остается неясным, насколько скоординированными могут быть объекты в природе. Пять исследователей говорят, что они нашли теоретическое обоснование тому, что ответ в принципе невозможно получить.

Статье на 165 страниц, которую команда выложила на репозиторий препринтов arXiv [2], еще предстоит пройти рецензирование. Если результат подтвердится, он разом решит целый набор связанных проблем в чистой математике, квантовой механике и в теории алгоритмической сложности. В особенности интересно, что он ответит на математический вопрос, остававшийся нерешенным больше 40 лет.

Если доказательство подтвердится, это будет “супер-красивый результат”, как говорит Стефани Вернер, физик-теоретик из Технологического Университета Делфта в Нидерландах.

В сердце статьи находится теорема из теории алгоритмической сложности об эффективности алгоритмов. Предыдущие работы показали, что эта задача математически эквивалентна вопросу о мистическом дальнодействии — которое также называется квантовой запутанностью.

Теорема описывает задачу из теории игр, где команда из двух игроков может координировать свои действия с помощью квантовой запутанности, но при этом не может разговаривать друг с другом. Квантовая запутанность позволяет игрокам выигрывать чаще, чем это было бы возможно в классическом случае. Авторы новой работы доказывают, что игроки принципиально не могут рассчитать оптимальную стратегию игры. Соответственно, невозможно рассчитать, какой степени координации они могут достичь в теории. “Не существует алгоритма, который скажет вам, каково максимальное нарушение классических пределов в квантовой механике” — говорит соавтор Томас Видик из Калтеха.

“Что самое потрясающее, что именно квантовая теория алгоритмической сложности оказалась ключом к доказательству” говорит Тоби Кубитт, специалист по теории квантовой информации из Университетского Колледжа в Лондоне.

Новости о статье быстро разошлись волной воодушевления по социальным сетям после публикации статьи 14 января. “Я думал этот вопрос окажется одним из тех, что требует сотни лет для решения” затвиттил Джозеф Фитцсимонс, исполнительный директор стартапа Horizon Quantum Computing из Сингапура.

“Я тут сру кирпичами” комментирует другой физик, Mateus Araújo из Австрийской Академии Наук в Вене. “Никогда бы не подумал, что в моей жизни увижу решение этой проблемы”.

Наблюдаемые свойства


С точки зрения чистой математики, проблема была известна как задача Конна о вложении, в честь французского математика и лауреата премии Филдса Алана Конна. Это вопрос в теории операторов, области математики, которая сама возникла в 1930х из попыток создать основание для квантовой механики. Операторы это матрицы чисел, которые могут иметь конечное или бесконечное число строк и столбцов. Они играют ключевую роль в квантовой теории, где операторы задают наблюдаемые свойства физических объектов.

В статье 1976 года [3] Конн, используя язык операторов, задавался вопросом: может ли квантовая система с бесконечным числом измеряемых величин быть приблизительно описана более простой системой с конечным числом величин.

Но статья Видика и соавторов доказывает, что ответ — нет: в принципе могут существовать квантовые системы, которые нельзя приблизительно описать конечными системами. Согласно работе физика Бориса Цирельсона [4], который переформировал задачу, это также значит, что невозможно посчитать количество корреляции, которые две такие системы проявят, будучи запутанными.

Несоизмеримые области


Доказательство оказалось сюрпризом для сообщества.”Я был уверен, что проблема Цирельсона должна иметь положительный ответ” написал Araújo в своем комментарии, добавляя, что результат пошатнул его убеждённость в том, что “Природа в некотором смысле фундаментально конечна”.
Но исследователи только начали осознавать все последствия результата. Квантовая запутанность находится в самом сердце зарождающейся области квантовых вычислений и квантовых коммуникаций и может быть использована для создания супер-защищенных сетей. В частности, измерение количества корреляции между запутанными объектами в системе сообщения может дать доказательство надежности сети от прослушивания. Но, как говорит Венер, новый результат вряд ли будет иметь последствия для технологии, так как все практические применения используют конечные квантовые системы. На самом деле, говорит она, даже сложно представить, как должен выглядеть эксперимент, проверяющий квантовую странность бесконечной системы.

Сочетание теории сложности, квантовой информации и математики значит, что лишь немногие ученые могут похвастаться тем, что они понимают все грани новой статьи. Сам Конн сказал Nature, что он не достаточно квалифицирован, чтобы давать комментарий. Но он также добавил, что он удивлен количеством последствий этого результата. “Потрясающе, что эта проблема оказалась столь глубока, я никогда не мог предположить этого!”

Литература


[1] Einstein, A., Podolsky, B. & Rosen, N. Phys. Rev. 47, 777 (1935).
[2] Ji, Z., Natarajan, A., Vidick, T., Wright, J. & Yuen, H. https://arxiv.org/abs/2001.04383 (2020).
[3] Connes, A. Ann. Math. 104, 73–115 (1976).
[4] Tsirelson, B. Hadronic J. Suppl. 4, 329–345 (1993).

От переводчика


Очень советую почитать пост Скотта Ааронсона про этот результат, в нем много подробностей, особенно полезны комментарии.

А еще о проблеме Цирельсона есть очень интересная презентация, где сама задача рассматривается очень подробно.
И напоследок: если хотите понаблюдать за моими попытками разобраться в том, как вести научный твиттер, добро пожаловать: @hbar_universe.
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама

Комментарии 127

    +6
    Мне не дает покоя вопрос о последствиях для основ теории Всего (квантовой гравитации и т.п.). Если наша Вселенная обладает бексонечным числом степеней свободы, значит ли это, что мы принципиально не можем построить модель, которая сможет хотя бы приблизить Вселенную? Т.е. обычная задача физики — когда мы строим простую модель, а потом устремляем число степеней свободы к бесконечности, принципиально не работает для квантовой Вселенной.
      +4
      Немного устарело с точки зрения современной физики, но всё-таки
      image
        +5
        Только Бог может добавить нелинейный элемент в систему, которая работает, ничего при этом не сломав.
          0
          Пускай решают для 1S-электрона в элементе 137 уравнение Дирака.
          +4
          Да не переживайте, просто через некоторое время мы, по третьему закону Кларка, с науки на магию переключимся. :)
            0
            Да! Мы создадим ИИ — максимизатор Звездных Войн. Вы думали что в Звездных Войнах, Сила — это магия? не это древний ИИ, созданный для максимизации космооперы.
              0
              Вы думали что в Звездных Войнах, Сила — это магия?

              Вот честно говоря никогда не думал, что сила в ЗВ— это магия. И никогда не понимал фанатов, которые придерживаются этой точки здения. С другой стороны, я смотрел только 6 эпизодов и ни чем другим из ЗВ не интересовался.
                0
                Совсем не Вы придумали идею, когда высокотехнологический аналог «Сири, сделай ...» будет доступен по всей планете «авторизированным юзерам». Правда в «канонической» книге Тимоти Зана Джорус К'баот рулил флотом сразу в разных системах.
              0
              Я вообще думаю, что законы физики (которые мы порой весьма высокомерно называем законами природы) — вовсе никакие не законы, а нечто вроде аттрактора в пространстве вероятностей.

              То есть, во Вселенной вообще происходит всё что угодно, но как правило — то, что укладывается в законы физики. Это значит, что описать всю Вселенную формально не получится.
                0

                Почитайте, если не сталкивались, про теорию бутстрапа. Насколько я понимаю, там ровно об этом.

                  0
                  Интересно, ни разу не слышал. Сейчас гляну :-)
                    0
                    Насколько я понимаю, не совсем. Теория бутстрапа говорит только про возможные теории, а не про то, что они все обязательно реализуются. Бутстрап полезен для математики и поиска правильной физической теории. Я искал хорошее определение, но нашел только вот статью.
                    0
                    Да, есть набор теорий, которые говорят примерно это: в разных частях Вселенной законы физики разные. Начиная от теории инфляции и заканчивая Вселенной Тегмарка, в которой реализуются все математически возможные законы.
                      0
                      в разных частях Вселенной законы физики разные

                      А как они стыкуются между собой? Горизонтами событий?
                        0
                        В теории инфляции разные области вселенной расширялись независимо. Т.е. есть наша локальная Вселенная (которая ограничена своим размером), а есть другие Вселенные с другими законами физики. Они никак не обязаны стыковаться между собой, вообще говоря (но в теории могут «сталкиваться»).
                          0
                          Если инфляция создала множество вселенных в пределах одной Мультивселенной, но они должны были разлететься очень далеко. Но есть предположение, что в процессе расширения наша вселенная столкнулась с соседней, см. «Реликтовое холодное пятно».
                      0

                      Судя по этому комментарию в блоге Скотта Ааронсона, по каким-то причинам, которые я не понимаю, невозможно физически реализовать бесконечную квантовую запутанность.


                      "[...] I think that there is reason to be skeptical about claims that it is relevant to the foundations of physics." — Tobias Fritz

                      0
                      del
                        +1
                        Вроде бы как раз Эйнштеин не верил в «spooky action at a distance».
                          +1
                          Он не верил, а название прижилось, особенно когда оказалось, что эта самая запутанность на самом деле существует.
                          +11
                          Тоби Кубитт, специалист по теории квантовой информации

                          Фамилия очень подходит.

                            +2
                            Скорее всего он произносится «Кабитт», на самом деле… Но так забавнее:)
                              +2
                              toby cubitt, произносится «кьюбит». то есть как qubit.
                                +1
                                И правда, что это я…
                            0
                            Безумно интересная тема. Вообще, получается, если опираться на нелокальность, то если одна частица распадается на две части, два этих фрагмента будут влиять друг на друга по всей вселенной, независимо на каком расстоянии они друг от друга находятся.
                              +3
                              Я предпочитаю думать, что запутанные частицы перестают быть отдельными частицами, они являются единым объектом, который не ограничен в пространстве (нелокален). Тогда нет как такового моментального влияния одной частицы на другую (и связанных с этим вопросов о теории относительности).
                                0
                                … но остаётся теоретическая возможность мгновенной передачи информации между ними. Чего вроде как быть не должно.

                                Ещё аналогия — обе частицы суть «солнечные зайчики» от одного «зеркальца» из… не знаю… n-ного измерения какого-нибудь. Тогда и кореляция остаётся, и в то же время информацию никак не передать.
                                  +3
                                  … но остаётся теоретическая возможность мгновенной передачи информации между ними. Чего вроде как быть не должно.
                                  Нет, передачи информации точно нет. Даже не то что со скоростью света, вообще запутанность саму по себе никак для передачи информации не использовать — строгий математический результат.
                                  0
                                  они являются единым объектом, который не ограничен в пространстве (нелокален)

                                  Так это не объясняет взаимодействие между его частями. Вернее, корреляцию при измерении разных его частей, которую можно объяснить в том числе и мгновенным взаимодействием. Вы просто заметаете это под ковер. Даже если это один объект, он все равно как-то устроен.

                                    +1
                                    Даже если это один объект, он все равно как-то устроен.

                                    Это волновая функция, она не имеет привычной нам структуры двух отдельных объектов. Она нелокальна — размазана по большому расстоянию. И для появления корреляций вам не нужно никакого взаимодействия между частями или обмена информацией — они заложены в этой нелокальной системе. В многомировой интерпретации, например, где нет коллапса волновой функции, такого вопроса об обмене информацией даже не возникает.
                                      0

                                      Ну и что, все равно она как-то устроена. "Единость" объекта не означает отсутствие взаимодействия. Если вероятность в одной части влияет на вероятность в другой части, значит есть какой-то механизм этого. Возможно он не связан с мгновенным дальнодействием, но он есть.

                                        0
                                        Если вероятность в одной части влияет на вероятность в другой части, значит есть какой-то механизм этого.
                                        Вероятности не влияют друг на друга. Все задано изначально в состоянии этого запутанной волновой функции. Условно, т.к. каждая частица в паре находится сразу в двух местах, при наблюдении одной вы сразу действуете на вторую, но не где-то далеко, а в том же месте, где наблюдаете первую.
                                          0

                                          Ну мы подействовали на нее тут, но фактически частица находится где-то далеко. Если корреляция обеспечивается не в момент измерения, значит либо раньше (в момент разлета частиц), либо позже (в момент сравнения измерений).

                                            0
                                            Ну мы подействовали на нее тут, но фактически частица находится где-то далеко.
                                            Нет, фактически она находится и там, и тут (хотя вообще отдельной частицы как таковой нет).
                                            Если корреляция обеспечивается не в момент измерения, значит либо раньше (в момент разлета частиц), либо позже (в момент сравнения измерений).
                                            Корреляция обеспечивается в момент создания запутанности между частицами (т.е. разлета в данном случае). Но важно, что это не значит, что результат измерения предопределен в момент создания запутанности. Результат будет случаен для каждой частицы отдельно, но коррелирован между двумя частицами.
                                              0

                                              Вот я как раз и говорю об этом механизме. Который обеспечивает появление отдельной частицы как таковой в любом месте протяженности волновой функции и который обеспечивает корреляцию. Возможно это 2 разных механизма, но не суть. Он ведь все равно на низком уровне как-то устроен. Представьте, что вы пишете эмулятор Вселенной, и подумайте, как бы вы его запрограммировали.

                                                0
                                                Может быть я не очень вас понимаю. У вас волновая функция изначально локализована в точке рождения двух частиц. Потом они разлетаются, и это разлетание описывается эволюцией ВФ. Когда они достаточно далеко, вы измеряете. Не очень понимаю, какой дополнителнительный механизм требуется в этом сценарии.
                                                  0

                                                  Вы сказали "они являются единым объектом, который не ограничен в пространстве. Тогда нет как такового моментального влияния одной частицы на другую". Я сказал, что из первой части вторая не следует. Даже если это один объект, внутри него все равно происходят какие-то процессы. Если для 2 частиц требуется моментальное взаимодействие для объяснения результатов наблюдения, значит и для 2 частей одного объекта оно требуется. Если для объекта можно объяснить без моментального взаимодействия, значит и для 2 частиц можно.

                                                    0
                                                    Даже если это один объект, внутри него все равно происходят какие-то процессы.
                                                    Могут, скажем, они будут притягиваться гравитационно.
                                                    Если для 2 частиц требуется моментальное взаимодействие для объяснения результатов наблюдения, значит и для 2 частей одного объекта оно требуется.
                                                    Нет, не значит. 2 частицы — это неверное описание происходящего. 2 части одного объекта — верное описание, при этом важно, что эти части не тождественны двум отдельным частицам! И в этом описании не нужно никакого взаимодействия между частями для описания результатов эксперимента.
                                                      0
                                                      Могут, скажем, они будут притягиваться гравитационно.

                                                      Я имею в виду процессы, которые обеспечивают наблюдаемый результат, а не вообще какие-то гипотетически возможные.


                                                      И в этом описании не нужно никакого взаимодействия между частями

                                                      Нужно. Потому что иначе не было бы корреляции, как это и происходит между незапутанными частицами. Скорее всего оно происходит не в момент измерения, а в момент разлета, и потом его "след" распространяется вместе с движением частиц, но оно есть. Именно этот механизм распространения обеспечивает корреляцию, а не факт, одна это волновая функция или разные. Если бы его не было, то для объяснения корреляции точно так же понадобилось бы какое-то мгновенное взаимодействие одной части волновой функции на другую в момент измерения.

                                                        +1

                                                        Представьте, что вы делаете дырку на листке бумаги. Это одна дырка и с первой и второй стороны, но для того кто живет на этом листке придется преодолеть огромное расстояние на ту сторону, чтобы увидеть вторую часть дырки

                                                          0
                                                          Именно этот механизм распространения обеспечивает корреляцию, а не факт, одна это волновая функция или разные.
                                                          Волновая функция и обеспечивает ту самую корреляцию, и конечно, она образуется в момент образования пары частиц. Но я не понимаю, о каком взаимодействии вы все говорите. Для создания корреляций не нужны никакие дополнительные взаимодействия кроме самого процесса распада ядра на две части (или любого другого процесса рождения пары частиц).
                                                            0

                                                            "Просто процесс распада" даст 2 частицы с конкретными спинами без всякой случайности в момент измерения. Ну или 2 частицы со спинами в суперпозиции, которые при измерении не будут коррелировать. Я имею в виду логически, продолжая пример, что мы пишем эмулятор Вселенной.


                                                            Волновая функция и обеспечивает ту самую корреляцию

                                                            2 незапутанные частицы это тоже волновая функция, часть более глобальной волновой функции, но между ними корреляции нет.

                                                              0
                                                              «Просто процесс распада» даст 2 частицы с конкретными спинами без всякой случайности в момент измерения.
                                                              Нет, не даст. В квантовой физике — а другого правильного описания природы у нас и нет — две частицы будут запутанны.
                                                              2 незапутанные частицы это тоже волновая функция, часть более глобальной волновой функции, но между ними корреляции нет.
                                                              А я разве говорил обратное? Конкретная волновая функция обеспечивает корреляцию. Другие состояния не будут.
                                                                0

                                                                Подождите, давайте еще раз. Вы сказали "Дело в том, что это один объект". Но дело не в том, один он или нет, а в том, что это особенный объект. Есть некоторые механизмы, по которым он появился именно таким и функционирует именно так. Обычная макроскопическая лента (как у танцовщиц например) это тоже один объект, но разные ее части могут вести себя независимо.

                                                                  +1
                                                                  Ну собственно я и вкладываю в слова «один объект» особенный смысл. Возможно, «объект» — это не самый удачный выбор слова. Суть в том, что ВФ запутанной пары нельзя разделить на две независимые части, которые как-то «влияют» друг на друга. ВФ в этом случае принципиально неделима, и в этом смысле я ее называл «один объект».
                                                                0
                                                                Нет, ну в смысле далеко не всегда. Если суммарный спин двух частиц до распада был равен нулю, то он в силу закона сохранения момента импульса так останется равным нулю. При этом для электронов, фотонов и многих других спин не может быть равен нулю. Поэтому спин условно «первой» частицы равен допустим 1 или 1/2, но его направление не определено, а направление спина второй антипараллельно спину первой, чтобы выполнялся тот самый закон сохранения.
                                                                И пока эта неопределённость сохраняется, волновые функции частиц разделить нельзя, они будут составлять одно целое.
                                                                  0

                                                                  Я не о том, как оно происходит, а почему оно так происходит, как оно реализовано. Поэтому и предложил пример с эмулятором Вселенной. Если мы в этой программе сделаем "просто распад", то это будут 2 независимые части, хоть в виде волновых функций, хоть в виде материи. Чтобы результат в эмуляторе был такой же, как в реальности, нам нужно реализовать дополнительный механизм, который будет связывать эти волновые функции. Корреляция обеспечивается потому что эта связь появляется в момент разлета и распространяется вместе с частицами, а не потому что эти частицы это часть одного объекта.


                                                                  Если рассматривать просто один объект, считая что механизм его появления неважен, то корреляция измерений в разных его частях, разнесенных в пространстве, может быть только если информация внутри него распространяется быстрее интервала между измерениями.

                                                                    0
                                                                    Нет, на частицах вы эмулятор вселенной не сделаете. Ну, по крайней мере нашей. Частица — это просто краткое обозначение для «устойчивой волны в одном или нескольких полях».
                                                                    Представьте, что вы эмулируете море. Как, по вашему, будет лучше:
                                                                    1. Эмулировать волны («частицы»), т.е. для каждой волны хранить её форму, высоту, координаты, скорость и т.п.
                                                                    2. Эмулировать поле, в смысле море, в смысле для каждой точки хранить пару чисел — высоту над средним уровнем и вектор импульса.
                                                                    Учтите, что уравнения у вас есть для 2, но не для 1, и вывод вашей программы тоже должен быть представлен в виде 2.
                                                                    Попробуйте в случае 1 реализовать такие эффекты, как интерференция, т.е. взаимодействие волн, в т.ч. самих с собой.
                                                                    Пара запутанных частиц — это комбинация «горб плюс впадина», которые почему-то разъехались друг от друга, но связи не утратили в том смысле, что вы не знаете, где горб, а где впадина. Вам придётся делать пару копий мира, одну для «горб-впадина», другую для «впадина-горб», и некоторое время обсчитывать обе. Как, почему это работает физически? Физикам ещё только предстоит ответить на этот вопрос.
                                                                    И ладно бы там спинами дело ограничивалось. На БАКе бывают столкновения, в результате которых рождаются пары из u-кварка, запутанного с d, которые потом разлетаются в разные стороны, но не решили, кто из них кто. Всё бы ничего, но у них разные электрические заряды: +1/3 и -2/3. Соответственно, более крупные частицы, в составе которых разлетелись эти кварки, не знают, протоны они или нейтроны, надо ли притягивать пролетающий мимо электрон или пора распадаться…
                                                                      0
                                                                      Нет, на частицах вы эмулятор вселенной не сделаете.

                                                                      Так я вроде про волновые функции говорю. И именно про ваш вариант 2. "Частица" это наблюдаемый результат, а не механизм.

                                                          +2
                                                          значит и для 2 частей одного объекта оно требуется.

                                                          Так нет никаких двух частей. Это в классической физике вы можете взять один кусок системы, второй кусок системы и описать цельную систему как поведение двух кусков + их взаимодействия. В квантмехе этого сделать нельзя. В квантмехе нет такого понятия как взаимодействие объектов, объект всегда только один и всегда цельный, неделимый, и он ни с чем не взаимодействует, потому что не с чем. В некоторых случаях мы можем моделировать этот объект как совокупность подсистем — но не всегда. И вот в случае запутанности — мы как раз не можем (обычно). Как только вы говорите про взаимодействие или про "части", вы уже делаете ошибку. И далее все рассуждения становятся заведомо некорректными.


                                                          Фактически, если взять то, о чем вы говорите — во время коллапса ВФ меняется разрывно. Иными словами тот факт что вы пронаблюдали объект в точке Х голворит что его уже нету в точке Y — взаимодействие с ВФ в точке Х, другими словами, изменило ВФ в точке Y, которая может быть сильно удалена.


                                                          Вот у вас есть электрон, который пролетел одновременно в две щели, и вы измеряете его около одной из щелей, и вы видите что он в эту щель пролетел, а во вторую, выходит, нет — кто именно подействовал на вторую "часть электрона", которая пролетела во вторую щель и как? Каким образом одна из частей электрона передала информацию второй части, что эта часть должна исчезнуть? Что именно и каким образом подействовало на вторую часть волновой функции? Ведь до того как вы измерили электрон у левого отверстия волновая ф-я была ненулевой около правого. А после измерения — скачком занулилась.


                                                          Вот этот ровно тот же самый процесс который происходит в случае запутанных частиц.

                                                            0
                                                            Так нет никаких двух частей. В квантмехе нет такого понятия как взаимодействие объектов, объект всегда только один

                                                            Ну нету и нету. Я говорю о том, как этот объект устроен. Объект протяжен в пространстве, при взаимодействии с ним в разных точках пространства наблюдается корреляция. Либо информация туда пришла вместе с распространением этого объекта в пространстве, либо требуется мгновенная (или просто очень быстрая) передача информации внутри него. А объект в обоих случаях один, это я и имел в виду в первом комментарии.


                                                            А еще можно учесть, что любые наблюдаемые частицы или иные формы материи это части одной глобальной волновой функции, то есть одного объекта. Тем не менее, мы говорим об их разном поведении или скорости взаимодействия.

                                                              0
                                                              Объект протяжен в пространстве, при взаимодействии с ним в разных точках пространства наблюдается корреляция

                                                              Ну так еще раз, вот у вас есть протяженный электрон в двухщелевом опыте. Почему правая часть электрона исчезает, когда вы левую измеряете?


                                                              А еще можно учесть, что любые наблюдаемые частицы или иные формы материи это части одной глобальной волновой функции, то есть одного объекта.

                                                              Именно. И вот в этой волновой ф-и вселенной если вы ее разложите в сумму есть компонента в которой спины +- и есть компонента в которой спины -+. Но нету компоненты, в которой спины ++ или --. По-этому когда вы одну из компонент случайным образом достаете — вы получаете толькто то, что там могло быть. Т.е. +- или -+, при этом какого-то дополнительного взаимодействия не требуется тот факт, что компонент минус-минус и ++ нету определяется просто характером эволюции глобальной ВФ.

                                                                0
                                                                Почему правая часть электрона исчезает, когда вы левую измеряете?

                                                                Вот именно об этом механизме я и говорю. На низком уровне он как-то устроен. Не как у вас "ну вот там кванты, объект неделимый, оно само", а "объект ведет себя как неделимый независимо от его пространственной протяженности потому-то и потому-то".


                                                                И вот в этой волновой ф-и вселенной если вы ее разложите в сумму есть компонента в которой спины +- и есть компонента в которой спины -+. Но нету компоненты, в которой спины ++ или --.

                                                                Я знаю, зачем вы мне об этом рассказываете?

                                                                  0
                                                                  Вот именно об этом механизме я и говорю.
                                                                  Именно про это все интерпретации КМ. Копенгаген отвечает просто — а вот так. В многомировой никакая часть не исчезает. В бомовской это все часть плана (ака скрытые параметры). И т.д.
                                                                    +1
                                                                    Ну собственно можно уже до конца расшифровать ваше «и т.д.».
                                                                    В голографической интерпретации всё есть лишь тень объектов из некоего более мощного (как минимум пятимерного) пространства. AdS/CFT соответствие и вот это вот всё. Только наша Вселенная оказалась де-Ситтеровской, а не анти-де-Ситтеровской, и с матаном у этой версии стало плохо.
                                                                    Теория волны-пилота предполагает что некая сверхсветовая волна-пилот метнётся вперёд кабанчиком и всё там разведает что как. Красиво, но требует введения неведомой волшебной сущности.
                                                                    Ну и последний писк сезона — супердетерминированные интерпретации, где про скрытые параметры, но хранятся они не в самих запутанных частицах (ибо Белл запретил), а непосредственно во Вселенной. В отличие от волны-пилота, эти параметры могут распространяться со световой скоростью, а не со сверх-световой.
                                                                    Я ничего не забыл?:)
                                                                      0
                                                                      Ну еще целый класс пси-эпистемических интерпретаций, где волновая функция — это только наше знание и способ его записать математически, а как на самом деле — никто не знает (и нас это не должно волновать).

                                                                      Еще объективный коллапс — когда коллапс ВФ на самом деле случается, из-за добавления нелинейного члена в уравнение Шредингера или какой-то неизвестной силы.

                                                                      Ну и тысячи других:)
                                                                    +1
                                                                    Я знаю, зачем вы мне об этом рассказываете?

                                                                    Так если вы знаете, то в чем смысл вашего вопроса о механизме? Не нужно никакого механизма для того чтобы обеспечить корреляцию, т.к. "невалидных" состояний просто нет. Ваша система просто не может перейти в состояние с ++ или — спинами, по-этому взаимодействия никакого не требуется.

                                                                0
                                                                Тут немного не то, что с 2 щелями. В совсем грубой аналогии — пускай мы родили в каком-то процессе пару «нейтрино + антинейтрино». Но они родились в запутанном состоянии, скажем обе частицы как
                                                                (|Н> +|А.Н.>)/sqrt(2) (ну или как-то по-другому нужно записать, чтобы в сумме лептонное число стало 0).

                                                                А так согласен, что в контексте обсуждения обе частицы одновременно летят в сторону обеих «щелей».
                                                    +1
                                                    Если вероятность в одной части влияет на вероятность в другой части, значит есть какой-то механизм этого.

                                                    Вы не учитываете, что для двухчастичной системы речь идет о шестимерном пространстве. Когда вы говорите "одна часть" и "другая часть" — это не части пространственно разнесенные, это разные тройки координат для одной точки.

                                                      0

                                                      Я говорил о глобальной волновой функции Вселенной, часть которой связана с измеряемыми частицами. Когда мы говорим о квантовом состоянии |a, b, c>, это означает взаимозависимость результата измерения от всех 3 независимо от их местоположения, и неэквивалентно состоянию любых 2 из них.

                                                        0
                                                        Я говорил о глобальной волновой функции Вселенной, часть которой связана с измеряемыми частицами.

                                                        Ну так волновая ф-я вселенной — она 3n-мерная, где n — количество частиц во вселенной (или вовсе бесконечномерная, если мы говорим о КТП), и если вы измеряете эту систему, то вы получаете точку в этом 3n-мерном пространстве, и эта точка задает состояние всех частиц в системе. Когда у вас частицы не запутаны, то, действительно, можно рассматривать ВФ этих частиц как несколько отдельных ВФ в трехмерном пр-ве. и тогда вы можете измерять эти частицы независимо. Но если частицы запутались и состояние стало несепарабельно — этого уже сделать нельзя. Вы не можете измерить состояние одной какой-то частицы, т.к. физически невозможно уже выделить такое понятие как "состояние отдельной частицы", не существует такого состояния в природе.

                                                          0
                                                          Я добавлю одно замечание. Если мы имеем некий гамильтониан, то координаты и импульсы частиц связаны сохранением энергии системы и точки в 6n-мерном фазовом пространстве должны быть связаны в поверхность H(p,q) = E. Правда каждая точка размазана по объему порядка h^(3n), т. к. принцип неопределенности.
                                                          Только ещё я вспомнил, что любой процесс «измерения состояния» на самом деле переводит систему в немного другое состояние с другой энергией.
                                                            0

                                                            Меня здесь смущает понятие "координата". Координаты зависят от системы отсчета, а волновая функция у нас одна. В какой системе отсчета координаты, которые в ней закодированы?

                                                              0
                                                              Даже не представляю. Но то, что я пишу, вроде как не подходит для СТО. Конечно есть уравнение Дирака, но гамильтониан должен меняться при переходе в другую ИСО.
                                                              И это ещё в квантовой механике и КТП все относительно просто, пока мы не создаем НСО. Скажем при разгоне протона в коллайдере его состав зависит от СО.
                                                                0
                                                                Это не обычные координаты, а обобщенные. В зависимости от выбора системы отсчета они будут разными. Но это нормально: в разных системах отсчета состояние системы будет разным. Но и это нормально: стандартный пример эффекта Унру — там, где покоящийся наблюдатель видит вакуум, ускоренный наблюдатель видит поток частиц.
                                                                  +1
                                                                  Если мы возьмем колебательный контур (в смысле катушка+конденсатор), то у нас обобщ. координатой будет заряд. А заряд (в отличии от его плотности) вроде как не меняется от СО.
                                                                    0
                                                                    Ну да, я потому и написал про обобщенные координаты. Самое правильное было бы потом написать, что они не будут разными в зависимости от СО, а могут быть разными.
                                                                      0
                                                                      На Вики написано такое.
                                                                      Спойлер
                                                                      Энергетические уровни любого квантованного поля зависят от гамильтониана, который, в свою очередь, в общем случае зависит от координат, импульсов и времени. Поэтому гамильтониан, а значит и понятие вакуума, зависит от системы отсчёта.

                                                                      Вроде как звучит логично, возникнут разные «нулевые» уровни энергии полей.
                                                                        0
                                                                        Да, именно, о том и речь.
                                                                      0

                                                                      А Э-М поле меняется ещё как, оно тоже часть системы.

                                                                      0
                                                                      Это не обычные координаты, а обобщенные.

                                                                      По вашей ссылке:
                                                                      "Хотя может существовать много вариантов выбора обобщённых координат физической системы, обычно выбираются переменные, которые удобны для уточнения конфигурации системы и которые упрощают решение уравнения движения."


                                                                      Это принципиально ничего не меняет, вопрос остается — вариантов много, а волновая функция одна. Какой именно вариант в ней закодирован и как это определяется?


                                                                      Сходу не нашел в интернете примера для прямолинейного движения, везде какие-то маятники. Можете привести пример, как это будет выглядеть для прямолинейного движения 2 частиц, вылетевших из одной точки?

                                                                        0
                                                                        вариантов много, а волновая функция одна.
                                                                        Нет, как раз каждому варианту будет своя волновая функция. В СТО/ОТО реальность зависит от системы координат. Как я написал выше про Унру: в один координатах у вас ВФ вакуума, а в других — теплового излучения.

                                                                        Можете привести пример, как это будет выглядеть для прямолинейного движения 2 частиц, вылетевших из одной точки?
                                                                        Не очень понял, что именно будет выглядеть?
                                                                          0
                                                                          Нет, как раз каждому варианту будет своя волновая функция. В СТО/ОТО реальность зависит от системы координат.

                                                                          Я опять же говорю о том, как это может быть реализовано на низком уровне во Вселенной. Вот мы отправили 2 запутанные частицы в разные стороны, и говорим, что это один объект, который волновая функция. Она каким-то образом устроена, пусть даже у нее множество составляющих, отвечающих за разные миры. У этих составляющих есть конкретные значения — напряженность полей, или еще что-то. Было утверждение, что часть из них кодирует координаты обоих частиц. Вот я и спросил, каким образом. Если вы говорите, что эти значения меняются в зависимости от выбора системы наблюдателем, у нас появляется магическая роль наблюдателя, который интеллектуальным выбором влияет на содержимое волновой функции, и к тому же магическое дальнодействие, которое меняет их по всей волновой функции сразу. Это как-то странно.


                                                                          Не очень понял, что именно будет выглядеть?

                                                                          Обобщенные координаты. Декартовы мы можем отсчитывать от точки разлета. Допустим в какой-то момент времени они были -12 и 12, остальные нули, неважно в каких единицах. Как это перевести в обобщенные координаты, которые заданы в волновой функции объекта "пара запутанных частиц"?

                                                                            0
                                                                            Мне кажется, у вас смешивается много разноуровневых понятий.

                                                                            Волновая функция — это не объект в обычном пространстве-времени, как мы обычно думаем про частицы. Она «живет» в многомерном пространстве параметров системы (вообще говоря, может быть беконечномерном).
                                                                            У этих составляющих есть конкретные значения — напряженность полей, или еще что-то.
                                                                            Нет, у этих составляющих нет конкретных значений. Конкретные значения появляются только когда вы производите измерение.
                                                                            Было утверждение, что часть из них кодирует координаты обоих частиц.
                                                                            Координаты не бывают аболютными, в отличие от того же заряда. Координаты всегда относительно чего-то. В разных системах отсчета ВФ будет выглядеть по-разному. Вопрос о том, как оно на самом деле не имеет смысла — в этом суть теории относительности.

                                                                            Если вы говорите, что эти значения меняются в зависимости от выбора системы наблюдателем,
                                                                            не обязательно сознательного наблюдателя. Любое взаимодействие в разных системах отсчета будет приводить к разным результатам.
                                                                            который интеллектуальным выбором влияет на содержимое волновой функции,
                                                                            Интеллектуальный выбор не играет роли тут. Математически вы можете записать как угодно состояние. Физически результаты измерений от этого не поменяются. Но они поменяются в зависимости от вашего относительного движения (как в примере с Унру, опять же).

                                                                            Я опять же говорю о том, как это может быть реализовано на низком уровне во Вселенной.
                                                                            Если мы выберем ММИ в качестве интерпретации, то ВФ является единственной реальностью, а все наши утверждения о наблюдаемых вещах делаются только в относительном смысле: состояние частицы относительно другой частицы; положение частицы относительно другой частицы и т.п. Это, кстати, первоначальный смысл ММИ. В самом предельном случае и само понятие координаты (и пространства вообще) возникает как высокоуровневое описание наблюдаемых нами явлений, а в реальности есть только ВФ Вселенной в бесконечномерном пространстве параметров.

                                                                            Обобщенные координаты. Декартовы мы можем отсчитывать от точки разлета. Допустим в какой-то момент времени они были -12 и 12, остальные нули, неважно в каких единицах. Как это перевести в обобщенные координаты, которые заданы в волновой функции объекта «пара запутанных частиц»?

                                                                            Обобщенные координаты в данном случае будут теми же декартовыми координатами в данном случае.
                                                                              0
                                                                              Нет, у этих составляющих нет конкретных значений. Конкретные значения появляются только когда вы производите измерение.

                                                                              Появляются конкретные значения частиц, направление спина например. А я говорю про устройство самой волновой функции. В двухщелевом эксперименте волновая функция интерферирует, значит какие-то значения там внутри есть.


                                                                              Вопрос о том, как оно на самом деле не имеет смысла — в этом суть теории относительности.

                                                                              Я говорю не про теорию, а про практику. В теории есть понятие "волновая функция". Оно соовтетствует неким явлениям в наблюдаемой реальности. Эти явления как-то устроены. Они не могут быть никак не устроены, иначе их бы не существовало. Ну или мы считаем, что то какая-то непознаваемая магия, что по сути ничем не отличается от магического дальнодействия.


                                                                              Если у нас волновая функция зависит от наблюдателя и системы координат, значит в природе есть какая-то обобщенная волновая функция, которая от них не зависит. Или опять же возвращаемся к магии.


                                                                              Математически вы можете записать как угодно состояние.

                                                                              Снова, причем тут математическая запись? Я говорю о фактическом устройстве. Если фактическое устройство по нашей логике получается невозможным ни в каком виде, значит у нас логика неправильная. Есть утверждение, что в волновой функции кодируются координаты частиц. Значит либо существует универсальный способ их представления, пусть даже перечислением всех возможных вариантов, либо это утверждение неверно.


                                                                              Если мы выберем ММИ в качестве интерпретации, то ВФ является единственной реальностью

                                                                              Я именно об этом и говорю — волновая функция одна, если там есть информация о координатах, значит она закодирована каким-то универсальным образом, вообще любым, каким угодно, в явном виде или в виде зависимости от другимх параметров. Либо ее там нет. Не может быть многих способов, зависящих от воли наблюдателя. Могут зависеть результаты измерений, но не их причины.


                                                                              Обобщенные координаты в данном случае будут теми же декартовыми координатами в данном случае.

                                                                              То есть где-то внутри волновой функции есть счетчик, который увеличивается с удалением ее от точки появления? Это выглядит странно, и появляется еще больше вопросов. Либо обобщенных координат внутри волновой функции нет.

                                                                                0
                                                                                А я говорю про устройство самой волновой функции. В двухщелевом эксперименте волновая функция интерферирует, значит какие-то значения там внутри есть.
                                                                                Но не конкретные значения физических параметров. Конкретные значения амплитуды волновой функции — да. Они и интерферируют.
                                                                                Они не могут быть никак не устроены, иначе их бы не существовало.
                                                                                Волновая функция это и есть физическая реальность. Она не «состоит» ни из каких частей. Ровно так же, как у вас пространство не «состоит», или электрон.

                                                                                Если у нас волновая функция зависит от наблюдателя и системы координат, значит в природе есть какая-то обобщенная волновая функция, которая от них не зависит.
                                                                                Да, в ММИ есть — волновая функция Вселенной. Только вы ее не можете записать на бумажке:)

                                                                                Есть утверждение, что в волновой функции кодируются координаты частиц.
                                                                                Нет, волновая функция и есть эти частицы. Это не вспомогательный объект, это — сама реальность. Нет никаких частиц. Есть только квантовое поле и его возмущения — волновая функция.
                                                                                Не может быть многих способов, зависящих от воли наблюдателя.
                                                                                Для ВФ Вселенной и нет такой зависимости. Только т.к. вы находитесь внутри этой Вселенной, вы не можете записать эту ВФ, вам приходится оперировать понятиями изнутри — а они относительны. Гедель такой вот.

                                                                                То есть где-то внутри волновой функции есть счетчик, который увеличивается с удалением ее от точки появления?
                                                                                У вас есть эволюция системы, которая зависит от координат в том числе (уравнение Шредингера напрямую это говорит). Не понимаю, что вас в этом удивляет? Почему заряд может быть параметром системы, а координата — нет?
                                                                                  0
                                                                                  Она не «состоит» ни из каких частей.

                                                                                  Что же тогда там интерферирует? "Ничто" не может интерферировать. Интерференция сама по себе подразумевает, что есть области (части) с высоким значением чего-либо, а есть с низким.


                                                                                  Только вы ее не можете записать на бумажке:)

                                                                                  Так мне и не надо писать ее на бумажке) Вопрос в том, как там закодированы координаты 2 частиц.


                                                                                  Нет, волновая функция и есть эти частицы.

                                                                                  Выше были утверждения:


                                                                                  "Когда вы говорите "одна часть" и "другая часть" — это не части пространственно разнесенные, это разные тройки координат для одной точки."


                                                                                  "если вы измеряете эту систему, то вы получаете точку в этом 3n-мерном пространстве, и эта точка задает состояние всех частиц в системе"


                                                                                  "координаты и импульсы частиц связаны сохранением энергии системы и точки в 6n-мерном фазовом пространстве должны быть связаны в поверхность"


                                                                                  Я их понял так, что волновая функция внутри себя задает в том числе и пространственное положение частиц, а при измерении они проявляются в одном из возможных положений. Это мне кажется странным, и наверное даже невозможным, потому я и спросил. Если я понял неверно, то вопрос снимается, просто скажите как их правильно понимать.


                                                                                  Для ВФ Вселенной и нет такой зависимости.

                                                                                  Подожите. Вы сказали, что в волновой функции координаты точки это обобщенные координаты. Но они по определению зависят от выбранного наблюдателем базиса. Следовательно, чтобы эти координаты появились в ВФ Вселенной, сначала надо выбрать базис. Кто это базис выбрал и какие в нем составляющие? Снова магия какая-то.


                                                                                  Тут вообще какое-то противоречие. Если обобщенные координаты являются частью внутреннего состояния волновой функции, и сами зависят от наблюдателя, то и ВФ Вселенной зависит от наблюдателя, зависимости не может не быть.


                                                                                  У вас есть эволюция системы, которая зависит от координат в том числе. Не понимаю, что вас в этом удивляет? Почему заряд может быть параметром системы, а координата — нет?

                                                                                  Заряд это внутреннее свойство частицы, а координата нет. В состоянии частицы нет параметра, который отражает ее абсолютное положение во Вселенной и меняется синхронно с ним. И тем более относительное. Но я не об этом.


                                                                                  Вы снова говорите о записи на бумаге. Когда у нас летит частица, а мы ее наблюдаем, мы на бумаге просто создаем модель этого процесса. Эта модель может зависеть от наблюдаемых координат. Модель на бумаге отражает внешний процесс, берет его за образец. А я сейчас говорю о том, как это движение (и соответственно положение частицы в пространстве) организовано на низком уровне. Здесь мы за образец взять ничего не можем. Утверждение об этой организации "В волновой функции Вселенной закодировано положение точек, и при измерении они проявляются в одном из возможных положений" мне кажется неверным, потому что приводит к противоречиям или неразрешимым вопросам.

                                                                                    0
                                                                                    Тогда значит интерферируют 2 электрона, а результат измерения (квадрат модуля) — плотность вероятности найти хотя бы 1 из них, но не известно — какой.
                                                                                      0
                                                                                      Вопрос в том, как там закодированы координаты 2 частиц.

                                                                                      Никак не закодированы, в том и дело. Ведь этих координат нет (точнее они неопределены — частица и там, и в другом месте, и еще где-то...). Нельзя закодировать то, чего нет.


                                                                                      Я их понял так, что волновая функция внутри себя задает в том числе и пространственное положение частиц, а при измерении они проявляются в одном из возможных положений.

                                                                                      Волновая ф-я задает все возможные положения. А при измерении просто выбирается одно из них. При этом волновая ф-я меняется. Если бы она не менялась то и положения фиксированного бы не было.


                                                                                      А я сейчас говорю о том, как это движение (и соответственно положение частицы в пространстве) организовано на низком уровне.

                                                                                      На низком уровне у частицы нет положения в пространстве. Точно так же как его нет у синусоидальной волны, например.


                                                                                      Кто это базис выбрал и какие в нем составляющие?

                                                                                      Вы и выбираете, когда записываете все на бумажке. Какому-либо физическому процессу описанное "разложение по базису" не соответствует, это чисто математический трюк. Вот есть у вас число 4. вы можете его представить как 2+2 или как 3+1. Но это как было так и осталось 4. Вы его просто записали по-разному. Вот и разложение вектора по базису — это просто вы его записываете по-разному. На сам вектор оно никак не влияет.


                                                                                      то и ВФ Вселенной зависит от наблюдателя, зависимости не может не быть.

                                                                                      Она и зависит, все верно.

                                                                                        0
                                                                                        Никак не закодированы, в том и дело.
                                                                                        Волновая ф-я задает все возможные положения.

                                                                                        Эти утверждения противоречат друг другу. Мой вопрос был в том, как именно она их задает.


                                                                                        При этом волновая ф-я меняется.

                                                                                        По всей своей пространственной протяженности? Но ведь это и подразумевает магическое дальнодействие внутри нее, которое мы не хотим вводить.


                                                                                        Вы и выбираете, когда записываете все на бумажке.
                                                                                        На сам вектор оно никак не влияет.

                                                                                        В рамках вашей аналогии я говорю о том, как устроен сам вектор. И аналогия неточная, вектор это абстракция, а частицы вон они летают, это объективно существующее явление природы. Если мы говорим, что за ними стоит волновая функция, значит и она объективно существующее явление природы, а значит она как-то устроена. Амплитуда напряженности некоторого поля в некоторой точке пространства некоторой размерности это тоже своего рода запись, только не на бумажке. Но там нет наблюдателя, который бы что-то выбирал.


                                                                                        Она и зависит, все верно.

                                                                                        Из этого следует, что Вселенная не могла возникнуть и существовать миллионы лет, так как в момент ее появления никаких наблюдателей еще не было.

                                                                                          0
                                                                                          По всей своей пространственной протяженности?


                                                                                          Такой вот вопрос — можно ли локализовать фотон видимого света с точностью до длины волны? А можно — с точностью 1 ангстрем? А с электроном в атоме он как-то взаимодействует, который слегка размазан. Ну или пускай не видимого, а с энергией около 4 эВ возьмем.

                                                                                          Вселенная не могла возникнуть и существовать миллионы лет

                                                                                          Есть и такая гипотеза, что наша Вселенная — флуктуация в поле с нулевой средней энергией.
                                                                                            +1
                                                                                            Эти утверждения противоречат друг другу. Мой вопрос был в том, как именно она их задает.

                                                                                            Так они все возможные.


                                                                                            По всей своей пространственной протяженности?

                                                                                            Да.


                                                                                            Но ведь это и подразумевает магическое дальнодействие внутри нее, которое мы не хотим вводить.

                                                                                            В рамках копенгагенской и т.п. интерпретаций — да. Эти интерпретации нелокальны. В рамках многомировой — можно сказать, что меняется сам наблюдатель. Ну, грубо говоря, если вы наденете темные очки, то вся вселенная как будто станет темней, на всем своем протяжении. Но дело не во вселенной, дело в очках на вашем носу.
                                                                                            Аналогично, когда вы измерили состояние одной из запутанных частиц — у вас на носу появляются очки (фактически, в момент измерения случайным образом выбирается не состояние частицы а как раз очки, одни из двух), в которых вы можете наблюдать только ту компоненту ВФ вселенной, в которой этот спин равен наблюдаемому — а в этой компоненте спин второй частицы будет, допустим, обратный спину первой (и, опять же, это все не совсем корректно — если частицы запутаны по спину, то нету, физически, такого понятия как спин одной из них).


                                                                                            В рамках вашей аналогии я говорю о том, как устроен сам вектор.

                                                                                            Как и любой другой вектор он устроен.


                                                                                            Если мы говорим, что за ними стоит волновая функция

                                                                                            Волновая ф-я — это и есть вектор. Волновая ф-я, состояние системы, вектор на единичной сфере в бесконечномерном функциональном пр-ве — это все один и тот же объект.


                                                                                            Из этого следует, что Вселенная не могла возникнуть и существовать миллионы лет, так как в момент ее появления никаких наблюдателей еще не было.

                                                                                            С чего бы? Тут вообще никакой связи. То, что объект относительно любого наблюдателя выглядит по-своему, не значит, что объект не может существовать без наблюдателя. Это значит лишь то, что у нас нет способа дать объекту корректное описание в рамках нашего формализма.


                                                                                            Т.е., например, вы не можете задать вектор через его координаты, не уточнив базис. Но при этом вы можете описать вектор как-то иначе — ну, допустим, по его алгебраическим свойствам.

                                                                                              –1
                                                                                              Аналогично, когда вы измерили состояние одной из запутанных частиц — у вас на носу появляются очки

                                                                                              В рамках вашей аналогии такие же очки появляются и у другого наблюдателя, который измеряет другую частицу. Я предлагаю не использовать аналогии, они ничего не доказывают.


                                                                                              С чего бы?

                                                                                              Я это написал во второй части предложения.


                                                                                              не значит, что объект не может существовать без наблюдателя

                                                                                              Вы утверждаете, что объект по своей природе это волновая функция. Не описание объекта с точки зрения наблюдателя, а сам объект, как объективно существующее явление природы. Также вы утверждаете, что волновая функция по своей природе зависит от наблюдателя. Не ее описание с точки зрения наблюдателя, а сама волновая функция, как объективно существующее явление природы. По вашей логике получается, что да, волновая функция не может существовать без наблюдателя.


                                                                                              Это значит лишь то, что у нас нет способа дать объекту корректное описание в рамках нашего формализма.

                                                                                              Я уже несколько раз повторил, что я говорю не про описание, а про природу процесса. Наличие координат внутри волновой функции (как существующего явления природы, а не как проекции его на точку зрения набллюдателя) приводит к противоречиям или магии.


                                                                                              Если вам так будет понятнее, представьте, что мы говорим о запутанных частицах, которые летали примерно через 1000 лет после появления Вселенной. Как в волновой функции были заданы их координаты, если наблюдателя еще не было?

                                                                                                0
                                                                                                В рамках вашей аналогии такие же очки появляются и у другого наблюдателя, который измеряет другую частицу.

                                                                                                Именно так, да.


                                                                                                Я предлагаю не использовать аналогии, они ничего не доказывают.

                                                                                                А при чем тут доказательства, если речь о наблюдаемых явлениях? Наблюдаемые явления нельзя доказать. Они просто, ну, наблюдаются и все.


                                                                                                Я это написал во второй части предложения.

                                                                                                В каком втором предложении? процитированное предложение — это последнее предложение вашего поста.


                                                                                                По вашей логике получается, что да, волновая функция не может существовать без наблюдателя.

                                                                                                Не понимаю, как вы сделали такой вывод. одно из другого просто никак не следует.


                                                                                                Наличие координат внутри волновой функции (как существующего явления природы, а не как проекции его на точку зрения набллюдателя) приводит к противоречиям или магии.

                                                                                                Ну, пока что никому ни одного противоречия или примеров магии найти не удалось. Хотя куча ученых давно ищут (если только таковыми противоречиями не считать противоречия с ОТО, конечно). Так что непонятно, о чем вы.


                                                                                                Вселенной. Как в волновой функции были заданы их координаты, если наблюдателя еще не было?

                                                                                                Координаты by design не могут существовать без указания координатной системы. Так что ваш вопрос просто не потянет. Пока не задали координатную систему — нет никаких координат. Вот когда вы координатную систему задали, то вы потом можете записать волновую ф-ю в некотором виде таком, что какие-то свойства этой записи можно в определенном смысле интерпретировать как информацию о координатах.

                                                                                                  0
                                                                                                  Я это написал во второй части предложения.
                                                                                                  В каком втором предложении? процитированное предложение — это последнее предложение вашего поста.

                                                                                                  Процитированное предложение:
                                                                                                  "Из этого следует, что Вселенная не могла возникнуть и существовать миллионы лет, так как в момент ее появления никаких наблюдателей еще не было."


                                                                                                  Ваш вопрос:
                                                                                                  "С чего бы?"


                                                                                                  Вторая часть предложения:
                                                                                                  "так как в момент ее появления никаких наблюдателей еще не было".


                                                                                                  Это и есть ответ на ваш вопрос. Он для этого там и написан.
                                                                                                  Более конкретно: Вселенная (как и любой объект) это волновая функция, волновая функция не может существовать без наблюдателя, в момент появления Вселенной наблюдателей не было, следовательно, Вселенная не могла появиться.


                                                                                                  Так что непонятно, о чем вы.

                                                                                                  Я же выше написал, какие противоречия по моему мнению там появляются.


                                                                                                  Координаты by design не могут существовать без указания координатной системы.

                                                                                                  Вот именно поэтому в волновой функции (не в формуле на бумаге, а в природном явлении, которое описывает эта формула) координаты частицы задаваться не могут. Ну или мы приходим к абсолютным координатам либо какому-то вселенскому наблюдателю, который выбирает координатную систему.

                                                                                                    0
                                                                                                    Именно так, да.

                                                                                                    Добавлю про это, а то непонятно почему я это написал. Чтобы у наблюдателя на другом конце Вселенной появились такие же очки, как у первого, требуется мгновенная передача информации о том, какие именно это очки.

                                                                                                      0
                                                                                                      «Наблюдение/измерение» — любое воздействие на систему потенциалом с подходящими частотами в спектре.
                                                                                                      Но это пока мы не пробуем включить источник воздействия в систему.
                                                        +2
                                                        Я тут сру кирпичами” комментирует другой физик, Mateus Araújo из Австрийской Академии Наук в Вене.

                                                        Было-бы интересно понаблюдать за дискуссией двухсовременных физиков.
                                                          +3
                                                          Ну как написано «shit bricks», так и перевожу, мемы — дело серьезное:)

                                                          А вообще удивительно, что серьезное издание позволяет себе такие вульгарности, но, видимо, ситуация подходящая.
                                                          +1
                                                          Жаль, что я всего этого не могу понять. Как связана теория алгоритмов и квантовая запутанность. Моей квалификации не достаточно для чтения таких вещей. Было бы здорово прочитать упрощённое переложение для «физиков средней руки».
                                                            +1
                                                            Я совсем не разбираюсь в этом тоже, увы… Со скрипом прочитал пост Ааронсона, половину так до сих пор и не понял. Вот презентация, что я указывал в посте, — в ней очень подробно разбирают проблему с точки зрения теории игр, и хотя я там тоже понял дай бог половину, но хоть чуть больше прочувствовать смысл вроде получилось.

                                                            Как я понимаю, с точки зрения теории игр: любая игра это вычислительная задача с одной стороны, а с другой — операции с ресурсами, в т.ч. квантовыми. Сложность выигрыша в игре связана с алгоритмической сложностью аналогичной вычислительной задачи.

                                                            А вообще тоже жду какого-нибудь хорошего разбора для простых смертных, наверняка появится в скором времени.
                                                              +4

                                                              Прикольно смотреть на все это, потихоньку подбираясь с другой стороны баррикад, с формальных методов, но нифига не понимая в физике.

                                                            +2

                                                            Я только понял, что человечество начинает упираться в потолок познания. В разных областях науки появляется всё больше знаний, открытий, теорем, которые могут быть поняты и проверены всё меньшим числом людей. И значит всё меньше учёных новых поколений будут способны двигать науку вперёд.


                                                            Возможно, решением будет создание сильного ИИ. Но если никто не сможет полностью понять генерируемые им знания, то какой толк человечеству от этого?

                                                              +2
                                                              сильный ИИ это такой vendor lock
                                                                0
                                                                Человечество достигло логического потолка с созданием первого компьютера.
                                                                Сейчас, человечество создаст ИИ и сверх компьютер — который будет работать по принципу,
                                                                «сделать всем хорошо» и «не навреди»

                                                                Если роль блохи это процветание на собаках, то возможно блоха создало собаку?
                                                                Также и человек создаст организмы и системы подобно блохе и будет процветать.
                                                                  +3
                                                                  Как это ни грустно осознавать, возможно мы стоим вблизи окончания белковой эволюции. Стоит шире рассматривать эволюцию, включив в неё технологическую сингулярность и всё, что будет после. ИИ, «роботы», или скорее сущности, которые мы возможно даже не сможем представить, будут эволюционировать дальше без нас. Нам, человекам, отведут удобный и комфортный загончик, позаботятся, чтобы мы были сыты, умыты, у нас были шахматы, стихи при луне и (шоу на льду — © Джо Карлин), но прогресс пойдёт дальше без белковых мешков, у которых всего-то 100 млрд. нейронов внутри коробки из костей.

                                                                  И это хорошо, такой ИИ избавится от многих ограничений. Мы же останемся для него милыми амёбами. А он пойдёт осваивать звёзды, Галактику, Вселенную, найдёт способ избежать Большой Разрыв и родит новые миры.
                                                                    +2
                                                                    Как это ни грустно осознавать, возможно мы стоим вблизи окончания белковой эволюции.

                                                                    Мне не грустно. Грустно было ли неандертальцу осозновать, что он не выдержит конкуренции с человеком разумным? Правда многие почему-то воспринимают такие мысли в штыки, им сложно осознать, что человек — не венец творения.


                                                                    И это хорошо, такой ИИ избавится от многих ограничений.

                                                                    Разумеется, белковая жизнь в ее текущем виде совершенно не предназначена для покорения космоса.

                                                                      0
                                                                      А как насчёт ухода в виртуальность?
                                                                        +1

                                                                        Я уже сейчас готова уйти в виртуальность, но разъём на голове не могу нащупать.

                                                                          0

                                                                          Это всего лишь одно из проявлений реальности, а эволюция подразумевает экспансию во всевозможные проявления, в том числе физические.

                                                                    +5
                                                                    Да ниче оно не упирается. Когда современники читали Лейбница или Ньютона, тоже думали, что это потолок познания. Наоборот, доступность знаний сегодня выше, чем когда-либо, и время, которое требуется, чтобы поднять свой уровень в любой науке from scratch to top минимально благодаря обилию материалов. И ученых сегодня больше, чем когда-либо. И будет еще больше, и намного больше, когда продуктивность труда в силу автоматизации вырастет еще сильнее, у людей появится еще больше свободного времени, а социальные гарантии вырастут. Есть множество людей, которым интеллектуальные способности позволили бы стать топовыми учеными, но они занимаются другими вещами, потому что для занятий наукой им не хватает мотивации — фундаментальная наука сегодня это мало денег, туманные карьерные перспективы и очень много бюрократии.
                                                                      –4

                                                                      Ну тут просто сейчас вся наука очень сильно подвязана на капиталистическую модель. То есть финансирование каких либо университетов/лаборатории идёт от бизнесовый задач. И если в процессе появляются какие-то фундаментальные открытия, то это получается больше как побочный эффект. И что бы изменить эту парадигму, нужно очень сильно менять мировоззрение большого количества людей.

                                                                        +1

                                                                        Извиняюсь, а на что вы хотите менять эту модель?

                                                                        +2
                                                                        Всё равно сложность нарастает. Даже не сложность, а необходимость ориентироваться в знаниях человечества. Да, конечно, некоторые вещи, которые необходимо было знать учёному в 19 веке, можно забыть: например, как сделать гальванический элемент (можно взять готовый), как считать на логарифмической линейке и пользоваться таблицами (можно взять калькулятор) и т.д.

                                                                        Но всё равно потолок для мозга есть. Давайте скажем откровенно, нынешний молодой человек, даже талантливый, может всего лишь добраться до настоящего фронтира теоретической физики или математики годам к 27-30 самое ранее, ну ок, к 25 годам. И это возраст всего лишь начала передовых научных результатов, а не игрушечных или боковых задач, которыми заняты аспиранты (да-да, не обижайтесь). Эпоха Галуа, который к 20 годам успел много что открыть и погибнуть на дуэли, прошла.
                                                                        +1
                                                                        Человечество уже как полтора века упирается в потолок познания. Кризисы науки позволяют провести смену парадигм и по другому взглянуть на уже существующие ответы посредством создания новых методов проведения исслдеований.
                                                                          0
                                                                          Сильному ИИ нужно будет всего-то за 4 года освоить все знания в предметах любой типичной специальности (тут я только про естественно-научные и технические) созданные за эти 4 года. Это для начала, а потом пускай создает большое число научных теорий вроде тех, что пробуют проверить на LHC.
                                                                          Понять конечно не сможет никто. А так, частный случай. У Вас в ВУЗе диплом писали все по одной области какой-то науки или по разным? Получилась немного другая «узкая специализация» у 1-2 человек в группе?
                                                                          –1
                                                                          Как я понял, речь в статье об игре Алисы и Боба, которую придумал Белл. Но зачем тут вообще свойства запутанных квантов? Согласно одному из решений алгоритмической задачи о равенстве классов сложности (P и nP), Алиса и Белл могут выигрывать в 100% случаев, при наличии обычных вычислительных ресурсов классических компьютеров. Но это не значит, что вселенная конечна, потому, что для вычисления стратегий с бесконечным числом состояний (в этой усложнённой игре) нужна бесконечная вычислительная мощность. Если математики доказали принципиальную невозможность этого выигрыша с помощью квантового компьютера, то это лишь минус квантовому типу компьютеров:) Классические машины значит, могут работать быстрее квантовых. Собственно, это и доказано решением задачи о равенстве классов сложности.
                                                                            +2
                                                                            Согласно одному из решений алгоритмической задачи о равенстве классов сложности (P и nP), Алиса и Белл могут выигрывать в 100% случаев, при наличии обычных вычислительных ресурсов классических компьютеров.

                                                                            Насколько я понимаю, нет: в классическом случае вероятность выигрыша будет меньше квантового независимо от P/NP.
                                                                            Собственно, это и доказано решением задачи о равенстве классов сложности.
                                                                            Но P=NP не доказано.
                                                                              –3
                                                                              Метод, который доказывает равенство классов P=NP, как раз и позволяет получать Алисе и Бобу в задаче Белла дополнительную информацию, и принимать решение о записи той или иной комбинации в квадратики. С тем же успехом, если бы Алиса и Боб получали бы эту же доп. информацию измеряя запутанные ранее кванты. И вы абсолютно правы, что официально равенство классов считается не доказанным:) Надо понять, что оно долго ещё будет считаться не доказанным в силу ряда не математических, а социальных причин:) Я могу только утверждать (голословно), что те кто пытается доказать обратное, что (p и np) не равны — зря тратят время, у них ничего не выйдет, как раз потому, что уже измерено другое состояние и следовательно, система из неопределённости (суперпозиции состояний) перешла в него.
                                                                                +2
                                                                                Надо понять, что оно долго ещё будет считаться не доказанным в силу ряда не математических, а социальных причин:)
                                                                                Ага, с плоской Землей то же самое, ох уж эти социальные причины, вечно на пути прогресса…
                                                                                  –3
                                                                                  Вы абсолютно правы! Просто сами подумайте что было бы, если бы (гипотетическое) решение (телепатия без квантов), просто так было бы доступно и использовалось бы во вред людям, а не на благо. Это вопрос о свободе выбора человека. Если какое-то решение может отнять свободу выбора, то какой-нибудь «дурной бабуин» обязательно захочет господства. Следовательно задача учёного человека состоит в том, чтобы обеспечить возможность свободы выбора всем людям (включая себя) и не допускать господства кого-то над кем-то в принципе. Если у вас такая же позиция, то и вы найдёте решение:) А если нет, то будете плутать в трёх соснах. Такова реальная жизнь. Все вселенные в которых уже было господство, перестали развиваться:) Остались только свободные.
                                                                                    0
                                                                                    Просто сами подумайте что было бы, если бы (гипотетическое) решение (телепатия без квантов), просто так было бы доступно и использовалось бы во вред людям, а не на благо.
                                                                                    И что бы было? Оно так-то доступно.
                                                                                      0
                                                                                      И что бы было?
                                                                                      Свобода выбора это когда вы можете поступить так или иначе, на своё усмотрение, а не согласно воле некоего внешнего «хозяина», который управляет случайностями с помощью квантового компьютера :)
                                                                                        +4
                                                                                        С помощью квантового компьютера вы не можете управлять вероятностями.

                                                                                        … не знаю, зачем я отвечаю…
                                                                                          0
                                                                                          С помощью квантового компьютера вы не можете управлять вероятностями.

                                                                                          Допустим, вам надо найти в очень большой неупорядоченной базе данных, какой-то один элемент. Если перебирать все элементы подряд, пока не найдётся искомое, то это долго. Одна вероятность успеха. Но если использовать хранение данных в «квантовом виде», а искать элемент с помощью алгоритма Гровера, то это другая вероятность успеха. Значит, уже есть некоторое управление вероятностями, поиска чего-либо. Ну, а дальше возможны практические приложения, например, быстрое обучение ИИ с более высокой вероятностью, чем при обычном обучении.
                                                                                            0
                                                                                            Вы очень вольно обращаетесь с понятием вероятности. Да, квантовые компьютеры могут быть в некоторых задачах более эффективны чем классические. Но и суперкомпьютеры более эффективны, чем мой ноутбук, что же, мировая закулиса мной поэтому управляет?
                                                                                              –3
                                                                                              Верятности к счастью! легко проверяются численным экспериментом + статистикой экспериментов:) Поэтому я вольно с ними обращаюсь, когда они проверены и, значит, определены правильно:) На основании той или иной статистики экспериментов, я делаю какие-то умозаключения и потом, болтаю о них в сети не утруждая себя доказательствами:)
                                                                                              Квантового компьютера у меня нет, и о нём я могу говорить только на базе общедоступных сведений.
                                                                                              Суперкомпьютер работает быстрее персоналки потому, что у него больше транзисторов, но квантовый (гипотетический) компьютер пользуется так называемым «квантовым оракулом» — некоторым свойством основанным на вероятностной связи запутанных частиц. Иначе он был бы не интересен никому. В выше приведённой статье, рассматривается вариант квантового оракула для Алисы и Боба, играющих в игру — угадайку. Утверждается, что вероятность выигрыша в этой игре растёт, по сравнению с вариантом без оракула.
                                                                                              Мировая закулиса — конечно громко сказано:) Но технологии развиваются, и например, быстро и хорошо обученный ИИ вполне может управлять массами, по желанию своего хозяина. Из-за этого на его разработку деньги дают:) Я про то, что у разработчиков чего либо должна быть ответственность, за результаты работы. (Как раз этот пост сильнее всего заминусовали:)
                                                                                              Что касается равенства классов (p и np), то это просто некоторая информация и всё. Равенство классов сложности задач будет полезно людям для сверхдальней связи в космосе (например) ну и ещё много для чего.
                                                                            +5

                                                                            Мне кажется пост Ааронсона по ссылке в статье раскрывает суть понятнее самой статьи. Переведу кусок про основные следствия из работы:


                                                                            (1) Существует способ, с помощью которого две запутанные системы могут за полиномиальное время убедится в правильности решения абсолютно любой вычислимой задачи, а также проблемы останова


                                                                            (2) В игре, аналогичной Bell/CHSH Game, Алиса и Боб могут, с использованием бесконечной степени запутанности, показать результаты значительно лучше, чем при любой конечной запутанности


                                                                            (3) Не существует алгоритма, который мог бы хотя-бы приблизительно оценить степень запутанности в подобных играх (то есть вероятность победы при оптимальной стратегии и использовании любой нужной степени запутанности). Эта проблема эквивалентна проблеме останова.


                                                                            (4) Существую такие типы корреляций между Алисой и Бобом, которые порождаются бесконечной степенью запутанности и которые не могут быть смоделированы даже приблизительно с использованием любой конечной запутанности.


                                                                            (5) Гипотеза Конна, центральная в теории операторных алгебр, сформулированная ещё в 1970-х, неверна


                                                                            «Степень запутанности» — это, насколько я понимаю, количество параметров, по которым запутана система. Например, в классическом ЭПР эксперименте это 1 параметр (спин). Число может быть бесконечным.

                                                                              +1
                                                                              Абсолютно согласен, что Ааронсон, как всегда, прекрасен, но мне его пост показался слишком техническим для общей аудитории…
                                                                              Спасибо, что перевели, отличное дополнение!

                                                                              «Степень запутанности» — это, насколько я понимаю, количество параметров, по которым запутана система.

                                                                              Думаю, да: т.к. для одного параметра есть конечное количество запутанности, которое соответствует идеальной корреляции между двумя частями.
                                                                                0
                                                                                Можете, пожалуйста, пояснить, насколько пункт 4 реализуем на практике? Существуют ли (могут ли хотя бы теоретически существовать) системы с бесконечной степенью запутанности? Не просто «очень большой», как для Вселенной, а действительно бесконечной? Какова мощность этой бесконечности — счётная или континуальная? (Просто машина Тьюринга имеет счётно бесконечный объём памяти).
                                                                                Просто со стороны сложилось мнение, что вся статья о том, что «систему с бесконечным числом параметров нельзя описать системой с конечным числом параметров», и из этого капитанского наблюдения делаются далеко идущие выводы.
                                                                                  0
                                                                                  Сам Ааронсон пишет:
                                                                                  As mentioned above, executing the protocol in interesting cases would require two astronomically-powerful QCs that share an astronomical amount of entanglement. For that reason alone, direct applications seem unlikely.
                                                                                    0
                                                                                    Существуют ли (могут ли хотя бы теоретически существовать) системы с бесконечной степенью запутанности?

                                                                                    Точно не знаю. Статья математическая, практического применения от неё требовать не стоит. Но у квантовых систем вполне есть параметры с континуумом возможных значений. Координаты в пространстве, например. Нет никаких свидетельств того, что они квантуются. Я думаю для них можно вообразить «реальное бесконечное количество запутанности» в том же смысле, в котором «реальная» ось X может быть бесконечна в обе стороны.

                                                                                    +1
                                                                                    Существует способ, с помощью которого две запутанные системы могут за полиномиальное время убедится в правильности решения абсолютно любой вычислимой задачи, а также проблемы останова

                                                                                    Не совсем так. Точнее, совсем не так. "Существует протокол, с помощью которого два запутанных квантовых построителя доказательств могут за полиномиальное время убедить классический верификатор в правильности решения абсолютно любой вычислимой задачи, а также проблемы останова".


                                                                                    В комментарии №16 он поясняет это подробнее: квантовые компьютеры могут работать очень долго (даже бесконечно долго), но убедить классический верификатор они могут за полиномиальное время.

                                                                                      0

                                                                                      Мое понимание первого пункта:


                                                                                      У вас есть решение, например, проблемы останова: «нет, ваш алгоритм не останавливается, потому что ...», полученное с помощью специальной квантовой системы. Само решение может потребовать бесконечное количество времени. Но убедиться в его правильности можно за полиномиальное время.


                                                                                      Признаю, я немного упростил оригинал. Но до оценки «все совсем не так» немного недотягивает, не находите?

                                                                                        +1
                                                                                        Я думаю, упор делается на то, что стороннего классического наблюдателя-скептика могут убедить в правильности, а не убедиться сами.
                                                                                    –1
                                                                                    Фраза «I shit bricks» в статье от Nature — бесценно. Да, это настолько неожиданный результат, что Nature позволяет себе вольности.

                                                                                    Давайте ещё будем «No fucking way!!!» после цитат ставить, подписывать «OMG WOW WTF» в рецензии, давайте добавим эмодзи в статьи «для наглядности». Опять таки, научные статьи будет проще читать, если они будут поданы в виде комиксов с Бэтменом и Шерлоком Холмсом. Что бы журнал лучше покупался, надо добавить немного «клубнички», пикантных подробностей из жизни ученых а так же колонки анекдотов с гороскопами. Для окупаемости можно ещё влепить партнерский материал — пусть будут статьи про пользу магнитного активатора на топливный бак, и советы по лечению простатита заговорами. Действительно, зачем нужны все эти стандарты, этика и прочие разговоры про уместность, науку нужно повернуть к людям лицом!
                                                                                      0
                                                                                      Справедливости ради, это не научная статья, а новость. Я, честно признаться, не вижу ничего такого уж криминального в этой цитате в данном контексте.

                                                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                    Самое читаемое