2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.
 
 Что такое квантовая запутанность?
Сообщение31.03.2023, 22:12 


07/01/23
420
Каким бы ни был примитивным такой вопрос тут, мне хочется задать именно его. Насколько я знаю, есть неразрывная связь между запутанностью и суперпозицией, и мне хочется её понять. Что такое суперпозиция, кажется относительно понятным - кот Шредингера, друг Вигнера, многомировая интерпретация. А что же такое запутанность?
Если не путаю, квантовую запутанность первым открыл Эйнштейн и изначально у него была такая идея. Предположим, две частицы образовались в результате распада третьей. Мы можем померить координату первой, и импульс второй; и далее, если мы знаем изначальным импульс исходной третьей частицы, мы можем пересчитать импульс первый, и так получается нарушение принципа неопределённости. Если можно это изложить более академично - просьба это сделать. И что же получается, частицы запутаны потому, что мы знаем их суммарный импульс? А если бы не знали - запутанности бы не было? Солипсизм какой-то, сорри.

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое квантовая запутанность?
Сообщение31.03.2023, 22:46 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
B3LYP в сообщении #1587751 писал(а):
А что же такое запутанность?


Это очень просто. Если волновая функция системы двух частиц не является произведением волновых функций одиночных частиц, то частицы находятся в запутанном состоянии. Аналогично для бОльшего числа частиц.

А вообще развели всякую болтовню об этой запутанности... Это вообще довольно бессмысленное понятие. В том смысле, что это банальная ситуация, такие состояния -- обычное дело. И для человека, хоть чуть-чуть знающего квантовую физику, тут вообще говорить не о чем. Нет же, поразвели разговоров в духе "натягивания квантов на классику". Или наоборот классики на кванты... Бессмысленная болтовня. Нормальные учебники по квантам изучать надо. А не болтовней заниматься. "запутанные не запутанные"... Если вы понимаете математический аппарат квановой физики, то тут вообще говорить не о чем. А если такого аппарата не понимаете, то и не суйтесь в квантовую физику, все равно ничего не поймете (разве что довольно вредная иллюзия понимания может возникнуть).

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое квантовая запутанность?
Сообщение01.04.2023, 21:33 


07/01/23
420
Alex-Yu

По вашему ответу ясно, что вы принадлежите к лагерю "Заткнись и считай". Грустно, если окажется что на этом форуме такие доминируют. В этой связи скажу, что разработчик квантовых компьютеров Питер Шор с этой трактовкой не согласен:

https://arxiv.org/pdf/2208.09964.pdf

Цитата:
As an interesting side note, let me comment that both David Deutsch and Richard Feynman were thinking about quantum foundations when they were looking at quantum computing. My gut feeling is that this is significant. If you subscribe to David Mermin’s version of the Copenhagen interpretation –“shut up and calculate”– then you avoid thinking about quantum weirdness, so maybe you also avoid thinking about possible uses for quantum weirdness


Цитата:
В качестве интересного примечания позвольте мне отметить, что и Дэвид Дойч, и Ричард Фейнман думали о квантовых основах, когда рассматривали квантовые вычисления. Мое внутреннее чувство состоит в том, что это важно. Если вы согласны с копенгагенской интерпретацией Дэвида Мермина — «заткнись и вычисляй» — тогда вы избегаете думать о квантовой странности, поэтому, возможно, вы также избегаете думать о возможном использовании квантовой странности.


По теме: я вроде где-то читал рассуждение, что когда мы наблюдаем корреляцию между A и B, принято считать что это всегда означает причинно-следственную связь (либо A является причиной B, либо B является причиной A, либо у них существует общая причина). Но теперь наука обнаружила, что возможен и другой вариант - не причинно-следственные связи, а квантовая запутанность. Сходу не смог нагуглить эту фразу, нашёл немного похожую в английской Википедии:

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement

Цитата:
The distance and timing of the measurements can be chosen so as to make the interval between the two measurements spacelike, hence, any causal effect connecting the events would have to travel faster than light. According to the principles of special relativity, it is not possible for any information to travel between two such measuring events. It is not even possible to say which of the measurements came first. For two spacelike separated events x1 and x2 there are inertial frames in which x1 is first and others in which x2 is first. Therefore, the correlation between the two measurements cannot be explained as one measurement determining the other: different observers would disagree about the role of cause and effect.


Цитата:
Расстояние и время измерений можно выбрать так, чтобы интервал между двумя измерениями был пространственным, следовательно, любой причинный эффект, связывающий события, должен был бы распространяться быстрее света. Согласно принципам специальной теории относительности, никакая информация не может перемещаться между двумя такими измерительными событиями. Невозможно даже сказать, какое из измерений было первым. Для двух пространственноподобных разделенных событий x1 и x2 существуют инерциальные системы отсчета, в которых первым является x1, и другие, в которых первым является x2. Следовательно, корреляцию между двумя измерениями нельзя объяснить как одно измерение, определяющее другое: разные наблюдатели не пришли бы к единому мнению о роли причины и следствия.

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое квантовая запутанность?
Сообщение01.04.2023, 23:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
4656
B3LYP в сообщении #1587868 писал(а):
По вашему ответу ясно, что вы принадлежите к лагерю "Заткнись и считай".

По вашему ответу ясно, что вы принадлежите к лагерю "Болтай, раз считать не умеешь".
B3LYP в сообщении #1587868 писал(а):
я вроде где-то читал рассуждение

:facepalm:

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое квантовая запутанность?
Сообщение02.04.2023, 00:34 
Аватара пользователя


17/07/14
280
B3LYP в сообщении #1587751 писал(а):
Каким бы ни был примитивным такой вопрос тут, мне хочется задать именно его. Насколько я знаю, есть неразрывная связь между запутанностью и суперпозицией, и мне хочется её понять. Что такое суперпозиция, кажется относительно понятным - кот Шредингера, друг Вигнера, многомировая интерпретация. А что же такое запутанность?
Если не путаю, квантовую запутанность первым открыл Эйнштейн и изначально у него была такая идея. Предположим, две частицы образовались в результате распада третьей. Мы можем померить координату первой, и импульс второй; и далее, если мы знаем изначальным импульс исходной третьей частицы, мы можем пересчитать импульс первый, и так получается нарушение принципа неопределённости. Если можно это изложить более академично - просьба это сделать. И что же получается, частицы запутаны потому, что мы знаем их суммарный импульс? А если бы не знали - запутанности бы не было? Солипсизм какой-то, сорри.

Как представитель лагеря "ну нет у меня мозгов чтобы изучить всю эту вашу математику" могу по своему опыту дать совет как получить ответ на ваш вопрос.
Для этого вам надо скачать и прочитать книгу "Квантовая механика, теоретический минимум" Леонарда Сасскинда. Начальных знаний не потребуется почти никаких. Затем нужно подумать с пол года. Потом нужно прочитать что-то посложнее, вроде "Иванов. Как правильно понимать квантовую механику" и еще подумать с пол-года. Где-то в этот момент вопросы вроде того что вы написали отпадут сами собой.

Если спросить здесь на форуме, то скорее всего посоветуют начать с Фейнмана, но мне от не помог а помог указанный выше путь. После этого правда здесь все равно все напишут что вы безнадежны, так инчего и не поняли и все такое, но зато для себя вы будете чувтствовать, что понимание есть.

Если же вы хотите получить ответ прямо сейчас, то он будте примерно такой
(сейчас меня закидают тапками).

Представьте, что во вселенной можно выделить очень маленькие изолированные системы. Настолько маленькие, что поставив с ними эксперимент для получения информации об их состоянии мы это состояние полностью разрушаем.

Такая маленькая система формируется при неких условиях, существует каое-то время изолированно и затем взаимодействует с остальной вселенной. При этом не важно, состоит она из одной частицы или нескольких. И не важно находятся эти частицы рядом или разлетаются на световые годы. Важно только что система сформировалась в одном месте а потом была изолирована некоторое время.

Вопрос - как описать состояние такой изолированной системы, если ее вообще нельзя померять не уничтожив. Ответ следующий: давайте придумаем эксперимент, который измеряет состояние этой системы и заканчивается одним из N исходов (в простом лучае N - конечное число). Дальше, для каждого исхода из N мы можем записать вероятность этого исхода.
Все, так мы получили описание системы вообще ничего не говоря о ее "реальном" состоянии. Мы знаем что она выдаст в эксперименте и на этом все.

Следующий вопрос - а что если мы поставим с системой другого рода эксперимент и тоже сформируем список N и вероятностей, тогда как нам перейти от первого описания ко второму?
Т.е. вычислить по первому списку (вектору) вероятностей второй вектор? Ответ - никак нельзя.
Но, почему-то мир устроен так, что если мы снабдим каждую вероятность дополнительным числом - фазой, тогда зачада становится решаемой. В этом случае мы уже имеем не список вероятностей а список комплексных чисел (модуль+фаза) в которых модуль числа определяет вероятность. Этот столбец комплексных чисел называется "вектор состояния".
Так вот, оказывается, что для того чтобы перейти от вектора состояния, построенного для одного типа эксперимента к вектору состояния для другого типа всегда есть матрица на которую вектор достаточно умножить.

Эта ситема довольно простая для дискретного случая из N изходов превращается в волновую механику при бесконечном числе возможных исходов эксперимента. И уже там появляетя принцип неопределенности в частности, как частное следствие этой схемы.

Что дальше. Допустим, вы скажете - ну и что что мы смогли описать состояние изолированной системы какими-то там векторами состояний. Почему теперь мы должны думать что это и есть единственно доступный способ описания? Частицы могут по прежнему существовать и иметь вполне определенные состояния, которых мы просто не знаем. Но беда в том, что эта схема с векторами вероятности абсолютно несовместима ни с какой мыслимой теорией, в которой частицы (или что-бы то ни было) имеют определенное состояние до момента постановки эксперитмента.
Эта несовместимость порождает представление о том, что до эксперимента система находится во всех состояниях сразу (то что вы назвали "суперпозция").

Второй момент заключается в том, что если наша изолированная система состоит из двух частиц разлетающихся в разные стороны, это совершенно ничего не меняет: они по прежнему описываются одним вектором состояний по той же схемы которая описана выше. Соответственно в состоянии "суперпозиции" находится вся система из двух частиц а не каждая частица в отдельности и результаты эксперимента система всегда выдает нам исходя из всего своего вектора состояния а не состояния одной измеряемой частицы. Это называют "запутанность".

 Профиль  
                  
 
 Re: Что такое квантовая запутанность?
Сообщение02.04.2023, 13:21 
Админ форума


02/02/19
2509
B3LYP в сообщении #1587868 писал(а):
По вашему ответу ясно, что вы принадлежите к лагерю "Заткнись и считай". Грустно, если окажется что на этом форуме такие доминируют.

 !  B3LYP
Либо Вы спрашиваете азбучные вещи, либо намекаете грамотным людям, к какому лагерю им стоит принадлежать. Определитесь.

 i  Исчерпывающий ответ на основной вопрос был дан в первом сообщении темы. Далее начались рассуждения B3LYP о том, в чем он ничего не понимает, но вроде бы что-то где-то читал. Такие рассуждения в разделе ПРР неуместны. Тема закрыта.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group