Квантовая запутанность, программирование, нобелевская премия по физике 2022 г. и сущность бытия

В 2022 г. Нобелевскую премию по физике получила команда трех ученых: Алан Аспе, Джон Клаузер и Антон Цайлингер за исследования в области квантовой запутанности, давших толчок развитию квантовой информатики. Тема эта очень интересна сама по себе и особенно интересна та мысль, которую А. Цайлингер продвигает в своих квантовых исследованиях.

Если вкратце, то Цайлингер и Ко показали, что квантовый мир принципиально невозможно описать классическими методами. Он другой. Принципиально. Это не просто наша уменьшенная реальность. Это, в некотором смысле, другая реальность, требующая и другой парадигмы мышления.

Как бы страшно это не звучало для некоторых, но по сути, Квантовая физика (КФ) - это, как говорил А.М. Семихатов, физика индетерминизма и вероятностей.

КФ носит вероятностный характер не потому что мы чисто технически не можем рассчитать всë, что нам нужно достаточно точно, а потому что квантовый объект находится в состоянии суперпозиции, и мы не можем в точности знать все его параметры не потому что у нас оборудование несовершенное, а потому что самих этих параметров как бы нет до измерения, их нет до тех пор, пока в ходе измерения не произойдет коллапс суперпозиции.

Квантовая запутанность - это феномен, с которого, во многом и начался почти 100 лет назад спор ученых, пытающихся еще удержаться в классической парадигме и ученых-"квантистов", ученых, скажем так, "нового поколения" (не по возрасту, а именно по парадигме мышления).

Ученые нового поколения заявили: нельзя измерить импульс и координату частицы одновременно. И дело тут не в измерительных приборах, а в самой реальности.

Против этого взгляда на мир выступил А. Эйнштейн, заявивший: "Бог не играет в кости" (намекая на вероятностный характер КФ как на недостаток). Говорят, что Нильс Бор ответил на это так: "Не указывайте богу, что ему делать". А. Эйнштейна поддержали Ю.Я. Подольский и Н. Розен. Так родилась статья этих трех авторов "Можно ли считать квантовомеханическое описание реальности полным?", а вместе с ней и так называемый парадокс Эйнштейна - Подольского - Розена (ЭПР). Ученые отстаивали мнение о том, что мы можем измерить и импульс и координату, а все препятствия в этом деле связаны либо с неизвестными параметрами, либо с техническим несовершенством аппаратуры.

Согласно ЭПР, можно изменить координату и импульс, если у нас есть две одинаковые частицы, которые разлетаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью, суммарный импульс которых равен нулю. Так, измерив импульс частицы А, мы узнаем и импульс частицы В, а измерив координату частицы В, мы узнаем и координату частицы А. Таким образом, ЭПР-парадокс заключается в том, что либо квантовомеханическое описание реальности не является полным и требует уточнений, поиска скрытых параметров, либо же частицы могут мгновенно передавать информацию друг другу, что нарушает уже известные законы физики, в частности принцип локальности, согласно которому на объект непосредственно влияет только его непосредственное окружение, а если две частицы, внешне никак не связанные, находящиеся на большом расстоянии друг от друга, мгновенно обмениваются информацией о состоянии друг друга, то они нелокальны.

В спор вмешался Э.Шредингер, заявивший, что всё не так просто, потому что если у нас есть две одинаковые частицы, которые находились в одной точке, а потом "разлепились", то с точки зрения КФ у нас уже не две разные частицы, они становятся "запутанными" (или точнее "спутанными", от нем - Verschränkung - "переплетение").

В классической физике, все системы и объекты локальны: ничего не воздействует на что-то телепатически и тому подобным образом. В классической физике, если у нас есть картонная коробка с двумя шариками внутри, а общий вес коробки 10 кг и нам известен вес одного шарика - 3 кг, значит вес другого шарика - 7 кг. (абстрагируемся пока от веса самой коробки). В КФ не так. Точнее, не совсем так. В КФ, условно говоря, вес шариков не задан изначально и когда мы измеряем один из них, другому передается информация от том, какой вес он должен получить в связи с нашим измерением.

А. Эйнштейн считал, что запутанные частицы - это нечто вроде пары перчаток: если мы достали из условной коробки левую перчатку, то мы автоматически понимаем, что в коробке осталась правая и поэтому, как считал А. Эйнштейн, никакой передачи информации не происходит и не нарушаются никакие понятия здравого смысла и привычные законы и принципы физики.

Однако ученые-квантисты продолжали утверждать, что запутанные частицы - это не пара перчаток, где левая и правая определены изначально и мы лишь узнаем, где какая, поочередно их доставая. Перчатки, с точки зрения КФ, не определены изначально: одна из них становится левой и передает информацию об этом другой, которая становится правой лишь в результате наблюдения. Требовался эксперимент, который наглядно покажет, кто же в итоге прав.

В течение второй половины XX века было проведено несколько экспериментов, в том числе и с участием упомянутых выше нобелевских лауреатов и все эксперименты показали однозначно: правы квантисты. Частицы взаимодействуют мгновенно, они передают информацию друг другу, они нелокальны и запутаны.

Система запутанных частиц - это всегда единое целое, независимо от расстояния. Поэтому это золотая жила для информатики. Используя квантовую криптографию можно практически мгновенно передавать сообщения, защищенные от перехвата, на большие расстояния. Отсюда уже и рукой подать до мощнейших квантовых компьютеров, которые смогут в режиме реального времени осуществлять такие вычисления, на которые обычным компьютерам понадобились бы миллионы лет, так как элементарная ячейка обычного компьютера существует сама по себе и находится либо в состоянии "1", либо в состоянии "0". Квантовый же компьютер оперирует кубитами, находящимися в суперпозиции, то есть одновременно и в состоянии "1" и "0". Запутанные частицы, работающие по этому принципу и передающие информацию друг другу мгновенно, могут позволить нам создать компьютеры невероятной мощности и защищенности благодаря квантовой криптографии.

Для создания рабочего квантового компьютера нам нужно лишь научиться создавать устойчивые запутанности с большим количеством частиц. Квантовые компьютеры - это новые возможности для науки. Это новая, качественно другая наука. А где квантовая криптография, там и квантовые криптовалюты и новая экономика, а вместе с тем и квантово-криптографическое голосование через интернет и новая демократия и новая политика в целом, а следом - и новый мир.

В статье не описана сущность бытия, как указано в заголовке

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Да, надо квантовый комп брать. А то мой уже чето тормозить стал.....Когда там выйдет в магазины?

Косынку потянет?

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Жутко интересно, хотя почти всё не понятно))))

Я пытаюсь понять, честное слово! Но пока них не выходит. На примере шариков - каким образом проходит передача информации между ними? Судя по всему - это не банальные электромагнитные волны, да?

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Столько хайпа было про квантовые компьютеры и всё быстро сдулось ...теперь вот ИИ новый хайп...ещё далеко до всего этого наверно мы не доживём

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Пффф..! Всего-то делов.

Это как паническая атака, ты здесь и в тоже время нигде

Размещено через приложение ЯПлакалъ

42 - это давно уже выяснили

Вот ИИ озадачится и разработает архитектуру идеального квантового компьютера.
Затем создадут суперкомпьютер по квантовым технологиям и запустят на нем ИИ, а вот этот уже ИИ уничтожит человечество

они распутали квантовую запутанность?

Раз они нелокальны и мгновенно меняют состояние друг друга, как бы, моим туповатым мозгом первым делом предполагается, что это как минимум совершенные средства связи и передачи информации.
Даже на примере того же управления марсоходом без учета скорости света и задержек, мгновенная передача и получение информации с какого-нибудь вояджера, который упиликал уже хер знает куда.
Может же оно так работать?

Неа, там проблема еще в том, что эта пара должна изолирована от других частиц, а они сволочи хотят запутаться с другими
Плюс любое измерение состояния убивает результат.
Короче все очень сложно, можно на трубе посмотреть у того же Семихатова

Наступает очередная эра хаоса.

Технически, под сущностью бытия можно понимать не смысл бытия, а как все устроено. Хотя и на этот вопрос ни автор, ни квантовая механика в целом ответ не дают

Неа не может. Ты не можешь повлиять там на марсе на выбор бита, которое сгенерит устройство на стороне Марса. Ты только сможешь посмотреть.

Это будет так:
- Ага, тут единицу я передал. А на стороне Земли будет ноль. Это я точно знаю, но это не принесло никакой пользы.

Грубо говоря, ты можешь только в этой спутанной схеме только читать в обоих сторонах и да, данные будут ровно противоположные, что создаёт ощущение, что ты что-то передал. Но ты же не передал. Считай что средство связи у тебя с обоих сторон в режиме ReadOnly :)

Известный пример с носками - ты можешь только кричать на Землю по обычному радио-каналу, что "сцуки - я просил 100 левых носков и 200 правых, а пришли другие данные" и всё :)

Если по радиоканалу тебя услышат и начнут присылать правильные частицы - тебе конечно отправят правильные, но их нужно таки доставить :)

Так что пока только шифрование с гарантированной проверкой на MITM - атаку и "отгадывание" некоторых задач :)

Кузмичь
Нет, ваши шарики должны быть в движении. Пока вы их не замеряете, они вроде как в суперпозиции друг относительно друга. Это грубое упрощение.

Квантовая запутанность и её странности, дают основания для размышлений о природе времени и пространства. Некоторые теории (например, гипотеза о кротовых норах или петлевой квантовой гравитации) рассматривают возможности создания мостов между разными точками пространства-времени, что могло бы косвенно привести к идеям о "путешествиях" в прошлое или будущее. Пока это больше философские и теоретические рассуждения.

Запутанность очень интересное явление, которое может дать нам больше понимания о структуре Вселенной, но для использования её в путешествиях во времени необходимы дальнейшие открытия в квантовой физике.

Если посмотреть на последние десятилетия, развитие компьютерных технологий, графических движков и искусственного интеллекта значительно ускорилось. Всего за несколько десятилетий мы перешли от простейших пиксельных игр к виртуальным мирам с фотореалистичной графикой, искусственным интеллектом и детализированными симуляциями физики.

Сейчас на игровых движках вроде Unreal Engine или Unity можно создавать настолько реалистичные виртуальные миры, что они способны имитировать физические законы с высокой точностью.

Учитывая стремительные темпы развития нашей цивилизации, стоит задуматься о том, как далеко мы продвинулись за столь короткий промежуток времени. Ещё недавно создание виртуальных миров казалось областью научной фантастики, однако сегодня мы уже способны моделировать целые вселенные с помощью компьютерных технологий.

Если предположить, что где-то в космосе существуют цивилизации, опережающие нас в развитии на сотни миллионов лет или даже больше, то их возможности могли бы превосходить любые наши сегодняшние представления о науке и технологиях. Для таких цивилизаций создание не просто реалистичных миров, а целых вселенных с фундаментальными законами, настроенными по их замыслу, могло бы быть столь же обыденным делом, как для нас разработка программного обеспечения. Они могли бы проектировать физику, пространство и время по своему желанию, создавая реальности, которые неотличимы от «настоящей» или превосходят её в своей сложности.

Меня всегда занимал вопрос: если существуют цивилизации, обладающие способностью создавать целые миры, то в каком из этих миров мы находимся? Насколько развит наш мир по сравнению с теми, что могли бы быть созданы более продвинутыми существами? Также вызывает интерес скорость, с которой они могут создавать новые миры, ведь это предполагает наличие технологий, превосходящих наше понимание. В нашей вселенной мы сталкиваемся с ограничениями, такими как скорость света в 300 000 км/с, и это наводит на мысль, что наш мир может быть продуктом более «примитивной» симуляции, созданной на раннем этапе технологического развития. Возможно, наш мир значительно отстаёт от более современных, продвинутых вселенных, где нет таких ограничений, и где законы физики намного сложнее и совершеннее, чем те, которые мы наблюдаем.

Есть сомнение что наше представление о том, что наш мир является чем-то уникальным или исключительным. Возможно, мы просто находимся в одном из многих миров, и он лишь часть огромной системы, где существуют более сложные и совершенные вселенные, созданные цивилизациями, чей уровень технологического развития для нас непостижим.

Серьёзным аргументом в пользу гипотезы о том, что наша реальность могла быть создана сознательно, является почти полное отсутствие других цивилизаций, подобных нашей, в космическом пространстве. Это отсутствие может служить косвенным свидетельством того, что Вселенная могла быть намеренно настроена таким образом, чтобы создать иллюзию уникальности.

Такая изоляция может быть частью замысла, позволяющего нам считать себя исключительными, что, возможно, скрывает истинную природу реальности или её искусственное происхождение.

В статье вообще много хуиты навалено в перемешку с фантазиями автора.

С помощью квантовой запутанности принципиально не возможно передавать информацию. Квантовая криптография не увеличивает скорость передачи информации, она помогает определить, что произошла атака вида "человек посредине", т.е. она на физическом уровне позволяет определить что между точками А и Б кто-то перехватил и прочитал сообщение, а потом отправил копию этого сообщения адресату.

Квантовые компьютеры не позволяют проводить вычисления общего назначения, в отличии от обычного процессора, они позволяют быстро вычислять только один тип задач и всё. Для простоты, представьте себе процессор, который умеет вычислять только логарифмы, но делаяет это очень намного быстрее чем обычный компьютер.

пока не употребишь тоже, что и они так и не понять.

Всё равно остаюсь тут сторонником представлений (мировоззрения) Эйнштейна, несмотря на невозможность классического подхода и исключительную продуктивность (и даже скорее - единственность) вероятностного в прикладном отношении.

Назло маме отморожу уши

Так это ещё до 2012 года было. Сейчас уже ровно четверть от ПИ.

При "запутывании" между частицами образуется мостик Эйнштейна-Розена. В литературе для общего потребления - червоточина. Связь по ней происходит с превышением скорости света, насколько - зависит от параметров червоточины.
Это сейчас главенствующая гипотеза о связи кванто-запутанных частиц.
Однако. Квантовая механика и ОТО несовместимы математически, поэтому это объяснение не принято как официальное. В квантовой механике пространство декартово, искривление пространства уравнением Шредингера не описывается - дело в том, что тогда надо представлять кванты пространства не как плотно лежащие кубики, а как произвольные топологические объекты... как витые макаронины, как бутылки Клейна, как торы и прочее. Квантовики в ужасе не принимают такие вольности с квантами... а специалисты по ОТО пожимают плечами и говорят: "Играйтесь в кубики, имбецилы!"

Это сообщение отредактировал ГаИхигнор - 1.11.2024 - 16:34