Комментарии 95
давайте положим его на бок?
Браво, мы перевели кубит в состояние суперпозиции, знаменитое "0-1 одновременно".
Нет, "0-1 одновременно" означает, что все операции с этим значением выполняются как будто там записано оба варианта сразу, и 0, и 1. Грубо говоря, прибавление 1 к нему предполагает соответствующий перенос в старший разряд за счет особенностей квантовых полей. Аналогично и с другими вычислениями. Преобразования, примененные к набору кубит, влияют на вероятность получить конкретный результат при измерении финального состояния, как будто преобразования применялись ко всем возможным начальным вариантам. Именно поэтому все хотят получить компьютер на N запутанных кубит, так как это не то же самое, что компьютер на N отдельных кубит.
Поэтому да, суперпозиция ускоряет вычисления.
Можно конкретный пример, где именно суперпозиция ускорила решение задачи?
Алгоритм Шора работает не на квантовой суперпозиции, а на QFE
Основа алгоритма Шора: способность информационных единиц квантовых компьютеров — кубитов — принимать несколько значений одновременно и находиться в состоянии «квантовой запутанности».
Запутанность как раз и дает несколько возможных значений, которые неизвестны до измерения, но к ним можно применять преобразования, которые влияют на результат.
В любом квантовом алгоритме есть суперпозиция, без неë никуда. Алгоритм оценки фазы первое что делает с основным регистром - переводит в состояние равномерной суперпозиции
Вот это состояние "все операции с этим значением выполняются как будто там записано оба варианта сразу, и 0, и 1" - это и есть всего лишь состояние 0 (или 1), повернутое на 90 градусов. Вообще, любое состояние кубита описывается одним трехмерным единичным вектором, а разница между состояниями только в том, куда он направлен.
"Повернутое на 90 градусов" не может давать квантовых эффектов. Иначе можно было бы имитировать квантовую систему теннисным шариком, повернутым в нужном направлении, и квантовые компьютеры были бы не нужны.
Запутанность всегда подразумевает как минимум 2 кубита. Из вашего предположения следует, что когда мы поворачиваем один, второй за тысячи километров от него тоже почему-то мгновенно поворачивается в другую сторону. Это означает существование сверхсветового взаимодействия, что выглядит маловероятным. А также существование еще какой-то другой запутанности помимо поворота на 90 градусов, которая обеспечивает противоположный результат у другого кубита. Собственно, понятие запутанности и ввели для обозначения связи 2 кубитов, а не неопределенности в измерениях одного.
Нет, если вы повернете один из кубитов, второй не поворачивается, запутанность будет разрушена.
Да вы что) 2 запутанных кубита тем и отличаются от незапутанных, что после того как вы измерили первый и получили результат ("вверх" или "вниз"), у второго результат точно будет противоположный.
Между Измерить и повернуть очень большая разница. Если вы два кубита запутали, то один измерится как 0, второй как 1. Если вы Запутали 2 кубита, разнесли их по лабораториям, во второй лабе повернули кубит на 180 градусов, то они оба будут измерены как 0. Если вы в первую лабу не сообщите о повороте по телефону, они и не узнают, что вы что-то поворачивали.
Насколько я знаю, инверсия одного кубита без измерения результата запутанность не разрушает. Хотя может это и не так, но не суть, на остальное это не влияет. Поворот на 90 градусов это не то же самое, что суперпозиция, так как он в принципе не может давать квантовых эффектов, таких как корреляция результатов измерений 2 запутанных кубитов. Если они оба просто повернуты, то в половине случаев результаты будут противоположны, в половине одинаковы.
Просто поворот кубита на 180 не разрушит запутанность: они оба будут измерены как 0 или как 1, будет зависимость. Просто повотот двух кубитов из начального положения на 90 градусов переводит их в суперпозицию, но запутанность при этом не возникает. Для запутанности кубиты надо физически поднести друг к другу, тогда между ними уже возникает связь. Для запутанности даже не обязательно переводить кубиты в суперпозицию, достаточно подержать их рядом.
Да, но если сначала запутать 2 кубита (например с помощью CNOT), а потом оба развернуть на 90 градусов (H), то запутанность сохранится. Разворот одного на 90 - немного особый случай но и здесь она в принципе сохраняется.
Одиночный кубит, конечно не проблема заменить чем-нибудь с одной комплексной степенью свободы. Но для трёх кубитов нужны уже не 3 комплексных числа, а 8. 1000 кубитов не смоделируешь никакими классическими магнитами - Вселенная маловата будет
Просто поворот двух кубитов из начального положения на 90 градусов переводит их в суперпозицию, но запутанность при этом не возникает.
Подход "суперпозиция это просто поворот" не объясняет, почему при повороте на 10 градусов иногда (в 1/18 случаев, если я правильно посчитал) начинают появляться противоположные результаты. Если бы это было так, то поворот на 10 градусов всегда давал бы тот же результат, что и на 0, так как возможных состояний всего 2, и пространственно они не особо отличаются. А фактически получается как будто иногда какая-то сила вдруг разворачивает спин на 170 градусов.
Для запутанности кубиты надо физически поднести друг к другу
достаточно подержать их рядом
Такую информацию я нигде не встречал. Для получения запутанных состояний есть конкретные приемы, в результате которых возникает пара фотонов или пара электронов с неизвестной характеристикой. Запутывание неизвестного фотона с известным возможно, но они должны провзаимодействовать, а не просто находиться рядом. Квантовые вентили это и есть такое взаимодействие.
Я про то, что нет такого признака, что вот это состояние - это суперпозиция, а вот это - нет. Любая суперпозиция каких-то состояний в одном базисе является не-суперпозицией в другом и наоборот. Например, если взять кубит, основанный на спине частицы, и находящийся в суперпозиции |0> и |1>, то существует способ физически повернуть измерительный аппарат на 90 градусов таким образом, что в результате измерений вы придёте к выводу, что кубит находится в 100%-но определённом состоянии, не являющимся какой-либо суперпозицией.
В терминах статьи,
означает, что все операции с этим значением выполняются как будто там записано оба варианта сразу, и 0, и
И как это НЕ коррелирует с уже озвученном в статье понятием ~ "положили на бок, оно либо +, либо - ?
Присловутого "как будто" не существует. Я пишу этот комментарий на научном устройстве называемом "смартфон".
Как-то слегка нелепо даже упоминать, не то что продвигать, теорию скрытых параметров, когда в этом году за практическое её низвержение дали нобелевку. Как минимум в том, что там честный рандом в связанных частицах, сомневаться уже давно не приходится. Алогритм в посте разобран интересно, но не надо так смеяться над теоретиками.
Не совсем понятно, почему это заблуждение настолько часто повторяется. Неравенство Белла даёт некоторые ограничения на то, какими именно могут быть скрытые переменные, но не запрещает их. Есть, например, теория волны-пилота со скрытыми переменными, которая этим исследованиям не противоречит (и самому Беллу эта теория вполне нравилась, если уж на то пошло).
Нобелевку дали за исследования запутанности, при этом теория скрытых переменных теми ребятами опровергнута не была.
Я действительно не специалист, но разве доказательство теоремы Белла не опровергает наличие скрытых параметров? Ок, остаются версии типа возможности путешествия во времени, но мы серьёзно будем их рассматривать?
Теорема Белла не допускает локальных скрытых переменных.
Глобальные скрытые переменные, которые могут разрушить статистическую независимость измерений, она не опровергает - это супердетерминизм.
Подробнее в видео от Сабины Хоссенфельдер
Никто не заставляет серьёзно рассматривать какие-то теории, но не стоит как минимум делать неверное утверждение о том, что кому-то удалось опровергнуть возможность существования скрытых параметров в принципе. Не удалось.
со скрытыми параметрами давно же разобрались https://habr.com/ru/post/540620/
это конечно если ключевые аксиомы верны(законы физики везде одинаковы итд)
Спасибо, я старался. Собственно мой исходный посыл был именно в этом - сделать симулятор на скрытых переменных, пришлось разбираться очень детально в алгоритмах для этого.
Вот есть мнение, что в случае с квантовой теорией, мы успешно двигаемся не туда, куда надо — потому что слишком много проблем и артефактов возникает. Поскольку теория скрытых переменных фактически исключена — в той статье предлагалось рассматривать, как я понял, квантовые эффекты — как принцип экономии при расчете следующего состояния системы. То есть, природа не занимается постоянным обсчетом частиц, которые прямо сейчас не собираются ни с чем взаимодействовать. Вместо этого, по принципу «ленивых вычислений» — записывается некоторая информация (х.з. как — в форме распределения вероятности, я так понимаю), которая позволит рассчитать параметры взаимодействия когда (если!) это будет нужно. Там еще делался глубокомысленный вывод, что в таком случае вселенной достаточно обращать внимание только на события, происходящие на поверхности конуса причинности, а не на весь его объем — но это уже сильно выходит за границы моего понимания.
Общий принцип, в моем бытовом понимании сводится примерно к поведению NPE персонажей в комнате без окон, из которой вышел игрок. Вместо того, чтобы обсчитывать их поведение (и держать кучу переменных для каждого) — достаточно запомнить сколько их какого вида было, и где каждый стоял в момент выхода игрока. Если через время «t» игрок заглянет в комнату — можно сгенерировать персонажей заново в случайных местах, до которых они смогли бы дойти с исходных мест за время «t». И у игрока не будет доказательств, чтобы опровергнуть предложенную ему картину мира. Вот примерно так и электроны в опыте с двумя щелями: «Мы не собираемся вычислять, через первую щель он прошел, или через вторую — мы записали последнее взаимоействие, и сделаем расчет тогда, когда оно долетит до фотопленки. А то вы его может быть послали в направлении альфы-центавра: вам прикольно, а нам его на протяжении нескольких лет на планковском масштабе пространства-времени непрерывно пересчитывать!». Очень помогает в этом плане и то, что элементарные частицы базово неотличимы друг от друга. В случае с NPC в игре — нужно про каждого что-то помнить. А в случае с электронами — можно их сгенерировать вам в момент наблюдения, и опять-же подите-опровергните, что они (пока никто не смотрел) вот так не смогли организоваться…
Друзья! А не мог бы кто-нибудь подсказать какое нужно иметь образование, чтобы все это понимать хотя бы в самых общих чертах, на каком-то любительском уровне?
Иногда бывает так грустно, смотреть как кто-то что-то умное обсуждает, и наверное интересное, но эти люди из какого-то другого мира, не из твоего, и непонятно ничего. Только и остается вздохнуть и мимо пройти.
У Пенроуза есть прекрасная книга Путь к реальности. Если вы ее прочитаете, сможете с уверенностью говорить, что понимаете основы современной теоретической физики.
Другой вопрос, что прочитать ее одну - не получится, к каждой главе придется брать все больше и больше дополнительных материалов, и займет это несколько лет тяжелой работы. Но как гайд по тому что нужно изучать и в какой последовательности - ей нет равных.
Это к вопросу, зачем инженерам 3 года физику преподавали и 5 лет математику, хотя формально их специализация разработчик электронной аппаратуры, вот за этим, чтобы в первом приближении понимать о чем тут разговор идет.
какое нужно иметь образование, чтобы все это понимать
Школьное + чего-то подчитать по теории вероятностей и теории информации, если в школьных кружках этого не было. По мне так Вы немного путаете две вещи. Образование - это некие знания, и всё. Понимание - это сознание того, как эти знания конкретно работают. Вообще-то, сходу трудно понять любую нетривиальную вещь, с которой раньше не имел дело. Это относится не только к точным наукам, а к любой чаловеческой деятельности и её результатам. Музыке, книгам, живописи, например. Нужна некоторая насмотренность, наслушанность, начитанность. Короче, время и усилия. Есть такое убеждение, что для понимания работы квантового компьютера нужно быть чуть ли не квантовым физиком. И большинство "популярных" статей на эту тему начинается с протяжённых отсылок к истории возникновения квантовой механики, её становления как науки, её развития до наших дней и так далее. Ну, если вы хотите вбить человека по шляпку и собственную эрудицию показать - почему бы и нет. Но, вообще говоря, квантовый компьютер - это некая модель обработки информации. Постулаты этой модели можно ввести без всякого упоминания проблем физической реализации этих принципов. Поэтому автору статьи - большая благодарность за такую попытку. С чем-то я не совсем согласен, но это мелочи. Читал с удовольствием.
Что бы понимать "это все" не нужно никакого образования, как это не парадоксально. Тут проблема понимания в том, как наш мозг так "понимает" мир. По факту мы просто "натягиваем сову на глобус" в нашей голове, ища соответствия.
Пример такого соответствия в статье. Автор рассказывает непонятную дичь, которую наш мозг просто не способен осознать и вообразить через вполне для него понятные магнитики. Понимает ли он магнитики на самом деле мы не знаем, но ему кажется, что понимает, так как у него в голове вполне конкретная картинка без каких либо противоречий вырисовывается, когда он думает про магнитики и представляет их себе. Возможно он в детстве игрался с магнитиками или еще чего, это не важно. Но в общем он может это как будто "потрогать" мысленно. Да, мы животные и без таких физических воплощений чего то изобразить в голове невозможно. Так же, как и изобразить то, что за пределами вселенной, например.
Еще один пример, это черные дыры. Черные дыры искажают пространство время, и это изображается как плоскость с условными линиями, на которой воронка, словно воронка на поверхности воды, и эта воронка засасывает эти линии в точку внизу. Мы это можем представить, так как мы это видели не раз, сливая воду с ванны. Но на самом деле эта воронка трехмерная. Пространство время искажается не вниз или в бок, в внутрь себя в точку. То-есть с любой стороны воронка, и со всех сторон воронка. Вообразить это невозможно. Даже если мы будем пытаться представить, все равно у нас в голове будет все та же трехмерная воронка, которая просто всегда повернута к нам дыркой. То-есть в голове будет условная плоскость (поверхность) и мы будем смотреть на нее перпендикулярно этой поверхности. Или будем представлять ее сбоку, как бы видя воронку в 3д. Но в реальности же там нет ни плоскости, ни поверхности, ни боков никаких. Для нас это невозможно изобразить, так как в нашем мире физические линейные размеры жестко завязаны на объем пространства внутри этих линейных размеров. А в "воронке" условной объем пространства и линейные размеры непостоянны. Линейный размер условной сферы уменьшается, а объем при этом увеличивается. Это чушь для нашего мозга, и от этого ему больно это представлять. Вот и приходиться "пихать в сову глобус" мысленно у себя в голове.
Так вот с квантовой темой и вообще вот этим всем то же самое. Если хотите это понять, то представьте это в своей голове. Но представить это невозможно. Ну как можно представить суперпозицию, например? Поэтому придется выдумать свой глобус и пихать его в сову. Один выдумал кота, который не жив не мертв. Его мозгу хватило такого образа для понимания. Другие видят это как чушь и все равно не понимают, как это возможно. Им кажется, что они тупые. Но на самом деле проблема может быть просто в том, что они не видели в жизни мертвых котов и не могут новое знание натянуть на свои мыслеобразы.
То-есть, что бы понять, вам нужно создать в голове мыслеобраз. Тот, который вы понимание. Аналогию придумать короче и натянуть на свой опыт и понимая о мире. А потом, когда вы будете разбираться в теме более детально, корректировать мыслеобраз в соответствии с новыми знаниями, создавая все больше и больше деталей в вашей "картинке" в голове.
И даже если вы слышите про условные магнитики или котов, вам все равно нужно будет каждый раз переводить это на свой язык образов. Вообще так работает понимание чего угодно в мире. То-есть я тут не про "это все" рассказываю. А о том, как вообще начать понимать что угодно. То-есть я об особенностях работы мозга и мышления сейчас.
Лет 5-6 читать статьи на Хабре и особенно комментарии к ним).
Хороший пост.
Единственное, что хочется сказать автору, что вы не поняли суперпозицию. Вообще это тема достаточно сложна для осознания. И примеры с магнитиками не срабатывают в объяснении. Даже с котом не очень получается, ведь человек не может понять, как это, ведь кот же жив или мертв в коробке, просто мы этого не видим.
Пока что скажу, что суперпозиция существует. И существует запутанность. Если вспомнить волновой эксперимент, то там не только фотоны интерферировали, но даже огромные молекулы, что в принципе кажется абсурдным. Ну так как молекула в суперпозиции в квантовом мире, это как исчезнувший небоскреб посреди деревни в реальном. Но, тем не менее, это есть.
Тут стоит понять, как вообще все в мире устроено. Есть некоторые вещи, которые мы не видим и не понимаем, как они работают, но можем вычислить их влияние. Например, одной такой вещью является гравитация. Ее не измерить, не увидеть (нет гравитационных волн, которые можно считать). Но при этом можно ее определить по ее влиянию на другие объекты. Например, на яблоко, которое упало на голову. И таким образом и обнаружить и даже узнать силу и направление и другие параметры.
Так же и суперпозицией. Она - следствие. И квантовый компьютер лишь нечто, что эту суперпозицию наблюдает.
Более того, скажу что в суперпозиции находятся не только фотоны и молекулы, в суперпозиции находится весь мир. Планеты, небоскребы, автомобили и т.д. Причем и суперпозиция и запутанность существует и не противоречит друг другу. Там нужно разобраться, почему вообще суперпозиция возникает.
Я готовлю по этой теме теорию на сотню страниц, где будет объясняться откуда вообще в мире взялась такая штука, как суперпозиция и почему она - фундамент нашего мира (не боги горшки обжигают, как говориться, и не они же и теории придумывают).
нет гравитационных волн, которые можно считать
Это оффтопик, конечно, но за что тогда дали нобелевку по физике в 2017?
Как я понимаю имелось ввиду что не нашли сами частицы которые передают гравитационное взаимодействие (гравитоны) и возможно никогда не найдут, но их влияние на мир мы видим - гравитационные волны.
Да. Но разговор не совсем о волнах. Если посмотреть на эксперимент, то там поймали не именно волны гравитационные. А колебания пространства-времени, вызываемые массивными небесными телами, которые взаимно вращаются. Но колебания эти - не волна как электромагнитная волна, которая испускается с одинаковой амплитудой и частотой объектом, а волна как всплеск на воде возникающий в результате движения объекта по воде. Ну типо миксер засуньте в воду, и получите волну. Вот есть подозрение, что такую же волну поймали в опыте.
Причем если начать копать и вникать в опыт, то еще не факт что вообще эта волна гравитационная. Возможно это волна искажения пространства времени под действием гравитации. Но искажение происходит не за счет того, что сама гравитация волновая, а за счет того, что просто объект, который гравитацию создает, движется таким образом, что искажение пространства времени кажется, что идет волной. Ну примерно как искажение поверхности воды под действием вращения в ней миксера. То-есть, возможно, в опыте "поймали" искажение пространства времени. А не гравитационную волну.
Просто смотрите в чем прикол. Представьте направленный радиопередатчик, который быстро вращается. Частота волны, которую испускает передатчик, никоим образом не не связана с частотой вращения передатчика и частота волны может задаваться вообще отдельно от частоты вращения. Тогда почему частота гравитационных волн, которые поймали в опыте, соответствует частоте вращения двух массивных объектов относительно друг друга?
Мое ИМХО, что этот опыт нужно еще много и много раз анализировать и обдумывать, и возможно окажется что он показывает совсем не то, что хотели найти (такое в науке очень часто случается).
Если посмотреть на эксперимент, то там поймали не именно волны гравитационные.
Именно гравитационные волны и поймали.
То-есть, возможно, в опыте "поймали" искажение пространства времени. А не гравитационную волну.
Искажение пространства-времени это буквально определение гравитационной волны.
Частота волны, которую испускает передатчик, никоим образом не не
связана с частотой вращения передатчика и частота волны может задаваться
вообще отдельно от частоты вращения.
Она связана с частотой колебания электромагнитной волны в антенне. Равно как частота грав волны связана с частотой колебания массы.
Смотрите, аналогия очень простая: гравитационное излучение практически аналогично по механизму возникновения электромагнитному. ЭМ волна излучает при движении электрических зарядов (в простом примере - диполь). Грав волна излучается при движении "зарядов пространства-времени" - масс. Там даже уравнения практически одинаковые.
Там даже уравнения практически одинаковые.
Кстати, еще в школе у меня была мысль, раз уравнения похожи, нельзя ли сделать гравитационный аналог катушки с током. И, соответственно, трансформатор, чтобы увеличивать или уменьшать гравитационное поле. Вы не в курсе, были ли какие-то опыты в этом направлении? В интернете по этой теме ничего не находится.
Мне кажется, аналогии тут работают только до определенного момента. Уменьшать и увеличивать гравитационное поле очень просто: надо добавлять или забирать энергию из системы (т.к. гравитация=кривизна пространства-времени, а кривизна вызвана наличием энергии). Но сделать трансформатор - это уже немного про другое)
Ну вот чисто теоретически, если взять большой шланг с водой, намотать на катушку высотой в сотню метров, внутрь поместить другую катушку диаметром поменьше, начать перекачивать воду в первом шланге и проверить, есть ли направленное движение молекул во втором. Во втором можно воздух сделать, он легче, будет проще заметить воздействие. Есть какие-то научные сведения, что это точно работать не будет, или пока нельзя точно сказать?
В целом, должно работать, хоть и несколько по иным причинам (не за счет индукции - такого в гравитации нет). При вращении тела возникает эффект увлечения систем отсчета. Ньютоновская гравитационная сила сама по себе не может приводить к движению. Но при движении тел кривизна пространства-времени может приобретать дополнительное искажение: например, при вращении тела это будет типа спирали в координатной системе. Как результат - на объекты действует дополнительная сила, не учитываемая в обычной классической гравитации.
Но надо учесть, что величина такого эффекта микроскопическая, ничего полезного из этого не извлечь. По крайней мере, если у вас нет под рукой черной дыры, тогда да, можно генерировать энергию из этого.
Именно гравитационные волны и поймали.
Обоснуйте свой комментарий. Потому что в подобной манере можно утверждать что "земля именно плоская".
Искажение пространства-времени это буквально определение гравитационной волны.
Нет, не так. Что бы было понятно, например, есть поток фотонов. Но свет так же является электромагнитной волной. Но есть, например, поток молекул. Но этот поток при этом не является волной, хотя тоже взаимодействует с предметами вокруг себя. Искажение пространства времени в пределах черной дыры не "волновое". А воолнообразный вид искажения, который поймали, это не более, чем следствие движения тел.
Что бы наверняка поймать волну, нужно учитывать эффект Доплера (доплеровский сдвиг). И в таком случае можно поймать вообще любую волну от любого тела, которое движется. Когда объект летит от нас, длина волны увеличивается (частота уменьшается), когда к нам - длина уменьшается (частота увеличивается). Где в опыте это учитывается?
Она связана с частотой колебания электромагнитной волны в антенне. Равно как частота грав волны связана с частотой колебания массы.
Верно. Тогда почему частота пойманных волн соответствует частоте вращения? Ведь масса от вращения не меняется. И частота колебания массы маловероятно равна частоте вращения.
ИМХО нужно перепроводить опыт. Взять массивное тело, которое вращается вокруг чего то. Попытаться вычленить его гравитационное воздействие. И после смотреть на колебания измерителя учитывая эффект доплера, сняв два состояния. Первое - когда объект летит от нас, второе - когда к нам. Ну и потом нехитрыми вычислениями выяснить собственную длину гравитационной волны, испускаемой объектом.
Что касается премии, то она заслуженная. Только нашли не то, что задекларировали. И премию дали не за то, не разобравшись что же все таки нашли.
"Грав волна излучается при движении "зарядов пространства-времени" - масс.".
А волна на поверхности воды возникает от движения чего то в этой самой воде. В принципе это логично. Но только все не так.
Потому что:
Волна на воде возникает в следствии движения объекта в воде. Но это не "объектные волны", это именно "водные волны". Так же как в воздухе, когда хлопнуть в ладоши, будут "воздушные волны" (которые еще называют звуковыми), а не "хлопковые волны".
Волна искажения пространства-времени возникает в следствии движения объекта с гравитацией. Но это, по аналогии с водой и воздухом, не "гравитационная волна", а "пространственно-временная волна".
Нет.
Да. Это буквально определение, откройте учебник и почитайте.
Что бы было понятно. Есть излучение. Например, есть поток фотонов. Но свет так же является электромагнитной волной.
Точно так же с гравитационными волнами: это поток гравитонов, которые так же являются гравитационной волной (по крайней мере по современным представлениям).
Где в опыте это учитывается?
Эм, в вычислениях.
Тогда почему частота пойманных волн соответствует частоте вращения?
Равно как и частота радиоволн соответствует частоте колебания электрического диполя.
И премию дали не за то, не разобравшись что же все таки нашли.
Ну слава богу @RigidStyle все объяснил, то-то ученые дураки и не разбираются в своей науке.
Очень философский комментарий без какой-либо конкретики, очень в духе статей о квантовом мире.
Вообще наш мир очень даже философский без какой то конкретики. Вот например, почему одноименные заряды отталкиваются а разноименные притягиваются в вашем объяснении и вообще в мире? Почему не наоборот? Объясните это с конкретикой?
Это невозможно. Это можно увидеть, измерить, но сказать, почему так, а не наоборот - нельзя. Так все устроено просто потому что так все устроено. И когда мы заходим в квантовый мир, многие вещи там работают по принципу "потому что так". А любые попытки понять, почему так, являются исключительно философией.
Так как физика элементарных частиц в сочетании с теорией поля говорит нам, что если переносчиком взаимодействия являются кванты, имеющие нечетный спин (например фотоны), то заряды, связанные с таким взаимодействием отталкиваются, а если чётный (например пионы, гравитоны) - притягиваются.
Мне кажется, что ваши рассуждения по поводу зарядов можно расширить и в конечном итоге прийти к концепции тонкой настройки вселенной, где уже ставятся более общие вопросы о независимости фундаментальных констант и случайности их значений. Вот тут философское начало раскрывается с новыми красками.
Да, только я бы не сказал что это тонкая настройка. У меня есть "теория всего" (где я связал в кучу математику, квантмех, космологию и это все), и там именно сам "движок", если можно так выразиться, создан таким образом, что все работает без проблем без всяких подстроек. Ну вроде того, что как в математике, когда пишут что "доказательство элементарное".
if (n > 50) then n = 50а эта переменная нужна нам дальше по коду
Не виду причин, почему ее нельзя использовать. Ведь вы ее заново инициализируете.
Может вы хотели написать if (n > 50) then print(n)?
В этом случае действительно она будет разрушена измерением и print выдаст непонятно что.
Вы можете заново проинициализировать переменную заново, это так, но при этом вы направите кубиты строго вверх или вниз, а до измерения кубиты почти наверняка смотрели куда-то наискосок, и при переинициализации вы потеряете это положение. Для квантовых алгоритмов очень важно точное направление кубита в 3D. Пока не существует способа измерить точное положение кубита, для этого нужно ничтожно слабое воздействие на кубит, которое не изменит его состояние.
В конце концов когда-то официальная наука высмеивала теорию движения литосферных плит, но в конце концов ребята во всем разобрались.
Само словосочетание "официальная наука" является маркером дискурса "альтернативщиков", лжеучённых и шизотериков. Вопрос в наличии методологии с которой наука может работать. Чем "поверьте в наличие скрытых параметров" принципиально отличается от "поверьте в наличии суперпозиции"? Для этого и нужна философия, что бы определить кому деньги давать, а вернее какая логическая система лучше отражает действительность.
Эта теория выглядит более логичной, здесь уже не требуются сверхсветовые взаимодействия. Но данная теория отрицает наличие принципа суперпозиции, который является Святым Граалем для современной науки, поэтому всерьез эту теорию не прорабатывают.
Критикуешь - предлагай. Людям свойственно смеяться над утверждениями без доказательств (весомых с точки зрения конкретной парадигмы мировосприятия). Предложи методику поиска скрытых параметров. Если уж решил обойтись "без философии", то предложи технический подход, который позволил бы поставить новые эксперименты.
Люди неизбежно производят и потребляют идеи и смыслы. Вопрос лишь в том, сознательно или нет. Автор заявил что его статья "без философии", но по сути навалил утверждение того что кубит обязан, иметь конкретное истинное и познаваемое состояние в конкретный момент. То есть сам того не осознавая, автор использовал философские положения:
О конкретности причинности. То есть принцип согласно которому каждому конкретному состоянию системы всегда предшествует какое то конкретное одно состояние.
О количественности причинности. Автор наверняка не позволяет своим рассуждениям отклонится от закона сохранения массы-энергии.
Автор посчитал вероятность в 1% несущественной, списав на неточность измерений. Проведу небольшой экскурс в историю. Когда то пропуская поток электронов через слой золота, было замечено что часть электронов отражались обратно. С точки зрения теоретических представлений того времени, это было невозможно. Однако исследования этого явления позволили открыть атомное ядро. В истории науки был ещё показательный случай. Когда проводили эксперименты с жидким гелием, учёный увидев что гелий утекает, высказал претензию стеклодуву, на том закрыв вопрос. Спустя некоторое время уже другой учёный открыл эффект сверхтекучести. (Насчёт полной достоверности это легенды не уверен.)
Автор этой статьи думает что может игнорировать столь необычное с точки зрения его же философской системы поведение. Почему? Потому что философствует не сознательно, не последовательно.
Я пожалуй как мамкин фалософ должен составить гипотезы и сформулировать вопросы:
Кубит представляет собой действительно по сути ориентированный магнит, но его внешняя оболочка из "виртуальных частиц" постоянно вращается по всем векторам, в разных слоях, однако при прохождении полюсов оболочки мимо истинных полюсов, происходит замедление, как например при сближении одинаковых полюсов магнитов. И таким образом статистически мы можем чаще поймать состояние оболочки из виртуальных частиц соответствующее истинному положению кубита.
Квантовая запутанность - это наличие общих виртуальных частиц в оболочках из виртуальных частиц. Если кварки - это частицы сила взаимодействия которых не уменьшается при увеличении расстояния. То вероятно может существовать частица или квазичастица, у которой увеличение расстояния между компонентами не требует затрат энергии, так же как например у фотона нет массы покоя, тем самым образуя мост дальнего действия. При этом половины дальнодействующего компонента в оболочке из виртуальных частиц имеют противоположную ориентацию. Это компонент является своеобразным третьим магнитом в системе влияющим на неравномерность скорости вращения оболочки из виртуальных частиц. Когда же происходит измерение, то связь рвётся, а её энергия воздействует как на истинную ориентацию кубита, так и на вращение оболочки. То есть изменение происходит именно в момент реализации связи. Но именно в момент измерения становится возможным узнать результат связи.
Истинное вращение и ориентация кубита могут находится в произвольном отличии от вращения оболочки из виртуальных частиц. Происходит взаимное влияние, вернее виртуальные частицы образуемые кубитом влияют на него самого. Однако при этом сохраняется момент импульса. При измерении, то есть "шумном", "разрушающим квантовое состояние" взаимодействии, происходит "сцепление" кубита с его оболочкой. Наличие шума (тепла) или других достаточно сильных взаимодействий, позволяет передать импульс через взаимодействие с чем либо ещё, или же просто сткунуть виртуальные частицы о сам кубит, тем самым произведя типа обмен моментом импульса между кубитом и его оболочкой.
Что мешает оболочке виртуальных частиц перейти в полное зацепление с кубитом? Полагаю в макропроцессах зацепление обычно близко к полному. Поэтому квантовые эффекты и не наблюдаются. Однако если кубит постоянно порождает новые виртуальные частицы для своей оболочки, то он должен давать им какой то импульс, свой, они же встраиваясь в оболочку добавляют импульс к ней. Изменение момента импульса оболочки уже в обратную сторону влияет на кубит. Таким образом мы получаем задачу магнитного вращения двух тел. А при квантовой запутанности, задачу магнитного вращения трёх тел.
Это были попытки осознанного развития идей автора. Сам же автор этого не сделал, скорее всего по причине отсутствия у него философской подготовки.
Можно ссылочку на статью про оболочку из виртуальных частиц вокруг кубита?
Про виртуальные частицы вокруг кубита - это сформулированная сегодня идея. Сформулированная на основе: https://elementy.ru/LHC/HEP/experiments/partonic_densities и https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира
Не могу найти тега "Панорама". Спасибо, посмеялся.
Квантовые компьютеры не аналоговые, а вероятностные.
Программируя его ты задаешь вероятность выпадения того или иного варианта.
Квантовые компьютеры не дают прироста на классических алгоритмах, они нужны для расчетов тензоров и матриц. Это старая идея о том что рассчитывать квантовые явления эффективно возможно только с использованием самих квантовых явлений.
В теории квантовый процессор должен являться "супер" суперскаляром, т.е. высчитывать состояние по матрице/тензору за "один такт".
Официальная наука говорит, что кубиты обмениваются информацией между собой (неизвестно как, но мгновенно, больше скорости света
Нет, это неправда. Официльная наука говорит, что кубиты НЕ обмениваются информацией между собой.
Но данная теория отрицает наличие принципа суперпозиции, который
является Святым Граалем для современной науки, поэтому всерьез эту
теорию не прорабатывают.
Теория (локальных) скрытых переменных экспериментально опровергнута. За это дали нобелевку в этом году.
На мой взгляд само явление Запутанности является главным
доказательством, что Суперпозиции не существует, но я не физик-теоретик,
поэтому оставим эту тему.
Это вы правильно сделали, что оставили эту тему, потому что это не так.
Я думал, раз статья про квантовые компьютеры без математики и философии, то точно будет экономика и политика... Но оказалось статья про квантовые компьютеры с точки зрения как я понял документацию и какие фичи дает тот IBM API.
На самом деле фишка квантовых компьютеров состоит в том, что они реально дают (или должны давать) провести 2^N (!) параллельных вычислений. То есть взять за 1 операцию и посчитать все степени 3 от 1..64 (для 6 кубитов). Единственная проблема, что квантовый компьютер не дает забрать одновременно все 2^N результатов. При помощи разных ухищрений (алгоритм Шора), он дает с некоторой вероятностью забрать нужный результат.
Я тоже долго не понимал, в чем смысл и как работает, но пару хороших видео все расставила на места:
https://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4
https://www.youtube.com/watch?v=XEgBdWQdvfk
Существующие квантовые алгоритмы используют универсальную идею по амплификации необходимого результата, т.е. за N операций достигается получение ответа с вероятностью 80-90%, хотя существуют и более эффективные алгоритмы.
Скорее всего квантовые компьютеры принципиально поменяют вычисления и решение сложных задач, но еще предстоит узнать их стоимость, потому что квантовый компьютер с 10-20 запутанными кубитами будет безумно дорогой. А вот 2048 кубита хватит всем :-)
вот 2048 кубита хватит всем :-)
Важно добавить, что логических кубита. С учетом алгоритмов коррекции ошибок это будет много миллионов реальных физических кубитов.
На сколько я понимаю, современные КК принципиально работают с ошибками, и алгоритмы коррекции могут лишь уменьшить вероятность ошибки, но не свести ее к нулю, а значит — для достаточно сложной задачи вероятность ее успешного решения будет стремиться к нулю:
Пускай P — вероятность успешного выполнения одной элементарной операции, N — число операций в алгоритме. Тогда вероятность успешно исполнить весь алгоритм будет P^N.
Итого вместо экспоненциальной сложности получаем экспоненциально уменьшающуюся вероятность вичисления, и соответственно экспоненциально возрастающее число попыток — сменили шило на мыло.
Запутанные кубиты живут несколько секунд в современных лабораториях, потом это состояние разрушается. Этого точно недостаточно для взлома RSA-512, при тактовой частоте 100 МГц. Сейчас квантовые машины могут с трудом взломать гипотетический RSA-8
Так в этом и суть алгоритмов коррекции ошибок: мы используем алгоритмы, которые избавляются от ошибок быстрее, чем те возникают. Алгоритмы эти сложные: например, один логический кубит использует порядка 100.000 физических кубитов в коррекции ошибок. Но в результате КК может работать непрерывно без ошибок вообще.
Есть теорема, которая это строго доказывает.
Еще такой момент — а что там со связностью? Все эти миллионы кубитов должны иметь возможность взаимодействовать друг с другом непосредственно?
Ну непрерывно = время исполнения всего алгоритма, в этом контексте, конечно. Потому что КК работает дискретно в целом: прогнали алгоритм, перезапустили все кубиты, прогнали снова.
А эти 100к кубитов получаются из-за нескольких вложенных уровней коррекции
Условно говоря, да, хотя алгоритмы коррекции сложнее просто вложенности уровней.
Еще такой момент — а что там со связностью? Все эти миллионы кубитов
должны иметь возможность взаимодействовать друг с другом
непосредственно
Сложно сказать, я думаю, зависит от конкретного алгоритма. По идее, для запуска стандартных алгоритмов типа Гровера нужна полная связность логических кубитов. Но что это значит для физических кубитов - я не знаю. Предполагаю, что скорее нет.
До прочтения вашей статьи, я не был знаком с принципом действия квантовых компьютеров, но испытывал к ним нечто вроде ревности и опасения. Теперь я спокоен: современные квантовые компьютеры - это по сути очень продвинутые арифмометры, которые полагаются на механическое движение. Кто бы мог подумать...
Наверное, это здорово, что автор попытался разобраться в новой теме. Однако то, что он/она не разобрались до конца и выложили статью с неверным пониманием - плохо и вредно. Надеюсь статью можно отредактировать и добавить дисклеймер что автор ошибся и верить сказанному не нужно.
Фундаментальная ошибка, как уже было сказано, в понимание запутанности. Когда 2 кубита запутанны можно менять волновую функцию второго, воздействуя на первый. Посмотрите на сверхплотное кодирование или алгоритмы телепортации, второй кубит МЕНЯЕТ состояние когда над первым делают операции, хотя они уже разнесены. Этот эффект не может быть объяснен скрытыми переменными, ибо кубиты уже далеко и не могут договариваться и второй не знает какие операции делают над первым чтобы эти скрытые переменные менять.
Даже по "официальной" теории состояние одного кубита меняется только в момент измерения второго в их паре: он из суперпозиции переходи в состояние определенности. Во всех остальных случаях они не аффектят друг друга.
а вы знакомы с волновыми функциями и их преобразованиями? Или это уже математика и вы ее не касаетесь?
В квантовой телепортации обычно разбирается алгоритм на 4 кубита (A,B,C,D), сначала мы встречаемся и у нас есть A и B, мы их спутываем. Потом мы расстаемся и я получаю C, значение которого я раньше не знал и хочу передать его Вам. Для этого я могу воспользоваться своим кубитом A, через который повлияю на ваш кубит B, который находится на любом расстояние от меня.
https://habr.com/ru/company/microsoft/blog/351632/ вот тут "Отправляем бабушке квантовую почту" неплохое описание и доказательство того что во время операция над A меняется волновая функция B. В этом принцип.
чел... причём тут волновые функции и квантовая телепортация, которая по факту и существу не телепортация?
автор не понимает что такое запутанные состояния и как они образуются и вводим других в заблуждение. Если автор не троль, а просто запутался, то разобравшись с простейщим алгоритмом который использует запутанные состояния он/она поймут свою ошибку и перестанут других обманывать.
Вы знаете способ проще?
По "официальной" теории, пара запутанных кубитов является одним целым и описывается одним состоянием. Поэтому вообще нельзя говорить о состоянии отдельного кубита из этой пары.
Я что-то не понял как работает алгоритм Шора.
В примере для числа 15 нашли х = 4
А как делители 5 и 3 то нашли из него ?
После того, как нашли x=4, надо выполнить еще несколько затратных операций, посмотрите вот по этой ссылке:
https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/shor.html
В самом низу после слов "Now we have r", данная r - это тот же x. Как это работает, я не знаю, но оно работает, в экселе правильно считалось.
Эту вторую часть считают уже не на квантовом компьютере, а на обычном.
Традиционно порекомендую лучшую статью в интернетах про квантовые компьютеры от Вастрика.
Почитал, лучше чем многие другие, но в целом очень поверхностно.
Ну по крайней мере без фактических ошибок в физике дела, как у вас.
А за подробностями всегда можно пойти в специализированные статьи.
Оу, с удовольствием исправлю фактические ошибки в статье, если вы на них укажете.
А, ну я написал уже выше пару. Но могу написать и другие:
Кубит - это магнит (обычно атом или электрон), подвешенный в пространстве, который может вращаться по всем трем осям.
Нет, не обязательно (и чаще всего не так). Сверхпроводящие кубиты в современных КК - состояния зарядов в электрической цепи. В фотонных КК - это фотоны. И т.д., сотни их.
Собственно, вращение магнита в пространстве - это и есть операции квантового компьютера.
Соответственно, тоже нет. Даже для электронов это не так.
Кубиты крайне маленькие и нестабильные, на них негативно влияет тепловое
излучение (поэтому их сильно охлаждают) и космические лучи.
Не обязательно, зависит от технологии кубитов.
Теперь рассмотрим очень популярное, но ложное утверждение, что суперпозиция ускоряет вычисления.
Это не ложное утверждение.
наука заявляет нам, что каждый кубит хранит в себе 0-1 одновременно, два
кубита хранят 0-3 одновременно, восемь кубитов 0-255 одновременно и
т.д.
Наука этого не заявляет. Лучше все утверждения про "современная наука говорит то-то" сопровождать ссылками на научные статьи. Тогда не будет проблем с пониманием, где ошибки у вас.
Чтобы выполнить эту операцию два кубита кратковременно подносят поближе друг к другу,
Не обязательно, есть миллион разных способов это сделать.
Квантовые компьютеры не способны взломать RSA, даже если они вырастут до миллиона кубитов.
Очень серьезное (и неверное) утверждение. Посмотрите статьи, где производят расчеты взлома RSA на NISQ.
Никто и никогда не публикует цифру, сколько операций нужно выполнить, чтобы взломать RSA-512
Неправда, таких публикаций тысячи. Например, вот только одна из.
Что-то я не видел серьезных реализаций квантовых компьютерах на фотонах, поэтому не включал их в статью. В целом ложных утверждений нет, вы просто придираетесь.
В статье, на которую выдали ссылку, указано количество кубитов и время выполнения в часах, я так и не увидел точное количество операций.
Вы взялись объяснять квантовые компьютеры. Объяснили с кучей ошибок и напрямую ложный утверждений. К вам пришел специалист указать на ошибки. Оказывается, я придираюсь. Ну ок ¯\_(ツ)_/¯
Что-то я не видел серьезных реализаций квантовых компьютерах на фотонах
Плохо искали, это сейчас главный претендент на нормальный КК.
Всегда воспринимал запутанные частицы как одну составную единую частицу которая находится как бы в большем числе измерений, то есть для нее неважны расстояния в нашем 4D, т.к. есть какая то ось по которой они стоят вплотную. Т.е. как с фотоном, который мы воспринимаем со своей позиции как частицу которую даже сфотографировать можем и видеть в разные моменты времени на разных позициях, а с его позиции между рождением и смертью вселенной прошло мгновение. Так и тут, с нашей позиции между запутанными частицами может быть большое расстояние, а с их позиции расстояний нет вообще.
Но я тоже далек от физики, и это просто фантазия чтобы справится со сложностью бытия с наименьшим стрессом.
Квантовые компьютеры: без математики и философии