В 2022 году Нобелевская премия по физике была присуждена команде из трех ученых: Алана Аспе, Джона Краузера и Антона Цайлингера за работу в области квантовой запутанности, давшую толчок развитию квантовой информатики. Сама тема очень интересна, но особый интерес представляют идеи, которые продвигает А. Цайлингер в квантовых исследованиях.
Другими словами, Цайлингер и его коллеги показали, что квантовый мир невозможно фундаментально описать классическими методами. Он другой в корне. Это не просто наша уменьшенная реальность. В каком-то смысле это другая реальность и требует другой парадигмы мышления.
Как бы страшно это ни звучало для некоторых людей, квантовая физика (КФ) – это, по сути, то, что сказал АМ. Семихатов, Индетерминизм и физика вероятностей.
КФ по своей сути вероятностна не потому, что невозможно достаточно точно рассчитать все, что чисто технически необходимо, а потому, что квантовый объект находится в состоянии суперпозиции и все его параметры известны точно, сами эти параметры кажутся несуществующими раньше измерение, но только до тех пор, пока суперпозиция не уменьшится во время измерения, а не потому, что наше оборудование несовершенно.
Квантовая запутанность во многом является явлением, которое положило начало дебатам почти 100 лет назад между учёными, всё ещё пытающимися оставаться в рамках классической парадигмы, и учёными-квантологами, учёными, так сказать, «нового поколения» (не учёными). Возраст другой, но и парадигма мышления другая).
Новое поколение учёных утверждает, что невозможно одновременно измерить импульс и координаты частицы. И здесь важен не измерительный прибор, а сама реальность.
А. Эйнштейн выступил против этого мировоззрения, заявив, что «Бог не играет в кости» (предполагая, что вероятностный характер КФ является недостатком). Говорят, что Нильс Бор ответил: «Не указывайте Богу, что делать». А. Эйнштейна поддержал Ю.Я. Подольский и Н. Розен. Так родилась статья этих трех авторов «Можно ли квантово-механическое описание реальности считать полной?», а вместе с ней и так называемый парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР). Ученые отстаивали мнение, что и импульс, и положение можно измерить и что все сбои в этом деле связаны с неизвестными параметрами или техническими недостатками оборудования.
Согласно ЭПР, если у нас есть две одинаковые частицы, разлетающиеся в противоположных направлениях с одинаковой скоростью и их суммарный импульс равен 0, мы можем изменить их координаты и импульс. Следовательно, измерив импульс частицы А, мы можем найти импульс частицы В, а, измерив координаты частицы В, мы также можем найти координаты частицы А. Следовательно, парадокс ЭПР заключается в том, что ни одно механическое описание квантовой реальности не является полным и не требует разъяснений. Найдите скрытые параметры. В противном случае частицы могут мгновенно передавать информацию друг другу. Это нарушает уже известные физические законы, особенно принцип локальности, который гласит, что на объекты можно влиять только напрямую. Если две внешне несвязанные частицы расположены далеко друг от друга и мгновенно обмениваются информацией о состоянии друг друга, они нелокальны.
В эту дискуссию вмешался Э. Шредингер и сказал, что не все так просто, ведь если у вас есть две одинаковые частицы, которые находились в одной точке, а затем «разлучились», с точки зрения КФ, это уже не две частицы сказал, что его не существует. Когда частицы различны, они становятся «запутанными» (точнее «запутанными», от чего — Verschränkung — «запутанными").
в классической физике все системы и объекты локальны, и ничто не может ни на что повлиять, например, телепатия. В классической физике, если у вас есть картонная коробка с двумя шариками и вы знаете, что общий вес коробки равен 10 кг, а вес одного шарика - 3 кг, каков вес другого шарика?
Обратите внимание: ИИ, автоматизация и роботы: цифровое будущее Банкинга.
будет 7 кг. (Давайте абстрагируемся здесь от веса самой коробки). Не так с CF. Точнее, это совсем не так. В CF вес шаров изначально относительно не определен, и измерение одного шара отправляет другому шару информацию о том, какой вес он должен получить по отношению к этому измерению.А. Эйнштейн считал, что запутанные частицы подобны перчаткам. Если вынуть левую перчатку из обычной коробки, то автоматически будет понятно, что правая перчатка остается в коробке, поэтому никакого переноса, как полагал А. Эйнштейн, не произойдет. Вся информация генерируется без нарушения каких-либо концепций здравого смысла, общепринятых законов или физических принципов.
Но квантовые ученые продолжали настаивать на том, что запутанные частицы имеют левые и правые стороны, определенные с самого начала, и не похожи на перчатку, которую нужно вынимать по одной, чтобы определить, какая из них какая. С точки зрения CF, перчатки изначально не определены. Одна из перчаток становится левой, передает информацию об этом другой, а правой становится только в результате наблюдения. Нужен был эксперимент, чтобы наглядно показать, кто в итоге оказался прав.
Во второй половине XX века было проведено несколько экспериментов, в том числе с участием упомянутых выше нобелевских лауреатов, все из которых однозначно показали правоту квантовистов. Частицы взаимодействуют мгновенно, передают друг другу информацию, нелокальны и запутаны.
Система запутанных частиц всегда представляет собой одно целое, независимо от расстояния. Так что это сокровищница информатики. Квантовая криптография позволяет практически мгновенно отправлять сообщения на большие расстояния, сохраняя при этом защиту от перехвата. Отсюда до самых мощных квантовых компьютеров рукой подать. Базовая ячейка традиционного компьютера уникальна и является одной из следующих, что позволяет ему выполнять вычисления в реальном времени, на которые у традиционного компьютера ушли бы миллионы лет. Состояние «1» или состояние «0». Квантовые компьютеры оперируют наложенными кубитами, то есть состояниями, которые одновременно равны «1» и «0». Основываясь на этом принципе, запутанные частицы мгновенно передают информацию друг другу, и благодаря квантовой криптографии у нас есть потенциал для создания компьютеров невероятной мощности и безопасности.
Квантовые компьютеры — это новая возможность для науки. Это новая и качественно иная наука. А там, где есть квантовая криптография, будут квантовые криптовалюты и новые экономики, и в то же время будет квантовое криптоголосование через Интернет, новые демократии, новая политика в целом и новые миры.
Чтобы создать практичный квантовый компьютер, нам просто нужно научиться создавать устойчивые запутанности с большим количеством частиц.
Но это даже не самое главное и интересное. И самое интересное – это несколько философская идея, продвигаемая А. Цайлингером. Эта идея очень провокационная и связана уже не с чистой наукой, а с философией. Поэтому здесь мы обсудим эту идею А. Цайлингера подробно без цензуры.
мой научно-философский проект
[my]Наука будущего Физика Квантовая физика Квантовая запутанность Ученый Наука Длинный пост 4Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Квантовая запутанность, программирование, нобелевская премия по физике 2022 г. и наше будущее.