Информация о спутанности частиц квантовая или классическая ?

[Nevin]

Когда две частицы, например, электрона, спутаны информация об их квантовых числах, например, ориентациях спинов, квантовая.

По аналогии, я понимаю, это примерно так.
Есть две коробки, в каждой из которых шар черного или белого цвета. Коробки разносятся на большое расстояние, после чего, находящиеся в одной ИСО наблюдатели (их часы синхронизованы) вскрывают коробки. Кто вскроет коробку первым неважно. Важно, что если "частицы" (т.е. шары в коробках) были запутаны, то обнаружение в одной из коробок черного шара логически означает, что в другой коробке шар белый и наоборот.

Т.е. вероятность событий {белый, белый} и {черный, черный} нулевая, а вероятность событий {белый, черный} или {черный, белый} равна единице.
Если же коробки не были запутанны, то этой логической связи нет, в обоих, равновероятно, могут оказаться два белых, два черных или черный с белым шаром.
Т.е. вероятность событий равны {черный, черный}={черный, белый}={белый, белый}={белый, черный}.

Передать таким способом информацию, действительно, невозможно, т.к. в обоих случаях, вероятность, для любого наблюдателя открыв коробку увидеть белый шар равна вероятности увидеть черный шар и равна 1/2.
Просто, если наблюдатели располагают информацией о том, спутаны коробки или нет, они могут узнать, какого цвета шар увидел (или увидит) второй наблюдатель.
Т.к. наблюдатели не могут влиять на то, какого цвета шар они увидят, использовать эту квантовую информацию для передачи классической невозможно.

Но наблюдатели могут влиять на спутанность (корреляцию) цветов.
Мне непонятно, является ли информация о спутанности частиц (шаров), наличие которой позволяет угадывать, что увидит второй наблюдатель квантовой или классической ?

Возьмем четыре шара (1,2,3,4).
Шары (1,2) и (3,4) запутаем и направим их двум отдаленным наблюдателям, находящимся в одной ИСО. Назову наблюдателей Алисой и Бобом. Алиса получает две коробки, в одной из которых шар 1, в другой шар 3, а Боб получает две коробки, в одной из которых шар 2, в другой шар 4.

Может ли Алиса или Боб спутать полученные шары ?

Скажем, если Алиса, спутывает шар 1 и шар 3, то шары Боба, 2 и 4, также должны оказаться спутанными с вероятность 100% один черный, другой белый. Если Алиса этого не делает, то Боб обнаружит в 50% случаев, что шары 2,4 имеют разные цвета и в 50% случаев, что цвета одинаковые.
Если взять 100 пар коробок с запутанными шарами, то Алиса может передать Бобу мгновенную (быстрее света) информацию, выбирая запутывать ли свои пары шаров в коробках или нет.
Боб вскрыв 100 коробок, статистически достоверно установит, является ли инверсные цвета шаров в разных коробках случайностью (в этом случае доля шаров инверсного цвета будет в районе 50%) или действиями Алисы (в этом случае их доля будет около 100%). А это и есть мгновенная передача информации, нет ?

Последовательность вскрытия коробок не важна, но т.к. часы Алисы и Боба синхронизованы, интересно, что будет, если Боб вскроет коробки раньше, чем Алиса выберет, запутывать шары или нет, но до того, как информация о действиях Баба придет по классическому каналу (со скоростью света).

[warlock66613]

Nevin в сообщении #744130 писал(а):

Может ли Алиса или Боб спутать полученные шары ?

Что вы конкретно подразумеваете под "спутать"? Вот есть у вас шар, на 50% (в смысле амплитуд) чёрный и на 50% белый (ну или фотон с круговой поляризацией если говорить чуть менее модельно). И второй такой же. Как вы предлагаете их запутать?

-- 08.07.2013, 11:04 --

Nevin в сообщении #744130 писал(а):

Коробки разносятся на большое расстояние, после чего, находящиеся в одной ИСО наблюдатели (их часы синхронизованы)

В данной опыте совершенно неважно, находятся ли наблюдатели в одной ИСО, и синхронизованы ли у них часы. Результат от этого не зависит.

[Nevin]

warlock66613 в сообщении #744318 писал(а):

Что вы конкретно подразумеваете под "спутать"? Вот есть у вас шар, на 50% (в смысле амплитуд) чёрный и на 50% белый (ну или фотон с круговой поляризацией если говорить чуть менее модельно). И второй такой же. Как вы предлагаете их запутать?

Так же, как спутываются фотоны (1,2) и (3,4), какая разница ?
Вот схема эксперимента.

Расстояние между Алисой и Бобом $L$.
$t_0$ момент испускания первых фотонов;
$\Delta t=L/c$ время фотонов в пути;
$t_1$ момент времени детектирования фотонов Бобом и момент когда Алиса выбирает, запутывать фотоны или нет (ключ)

Допустим, импульсы лазеров идут с интервалом 1 с. синхронно.
Через время $\Delta t$ между Алисой и Бобом устанавливается канал мгновенной связи.
После этого в любой момент времени $t_n$ Алиса, используя ключ может выбрать запутывать фотоны или нет. В этот же момент времени, Боб детектирует фотоны и фиксирует, запутаны они или нет.
Т.к. поляризация фотонов может оказаться парной случайно, даже если Алиса их не запутывает, необходимо либо увеличить количество каналов (лазеров и ключей у Алисы и детекторов у Боба), либо количество импульсов лазера, приходящиеся на каждый бит информации.
Например, можно взять восемь каналов на бит или фиксировать восемь импульсов на бит.
Боб имея восемь результатов измерения статистически определяет вероятность того, что Алиса использовала ключ. Если во всех восьми импульсах фотоны спутаны (инверсно поляризованы), значит Алиса использовала ключ, если процент инверсно поляризованных фотонов около 50%, значит не использовала.
Связь вполне надежна, хотя и не достоверна на 100%.
Любопытно, что "мгновенность" все же относительна.
Скорость передачи одного бита и его достоверность находятся в обратной зависимости.
Чем достоверней сообщение, тем больше приходится на него импульсов (т.е. времени передачи одного бита). Если это время окажется больше чем $\Delta t$, то овчинка выделки не стоит, т.к. сообщение можно передать обычным импульсом света.
Так же чем достоверней сообщение, тем больше на него приходится лазеров и детекторов, т.е. растут энергетические затраты, масса приемника и передатчика и занимаемое ими пространство.

В общем, эффективность такого способа передачи информации не высока и на мой взгляд, имеет универсальный предел (наподобие универсального энтропийного). С одной стороны с увеличением расстояния между Алисой и Бобом, можно повышать достоверность или количество переданных сверхсветовых сообщений. С другой стороны, рост расстояния увеличит энергетические затраты, чтобы фотоны все-таки его преодолели, и увеличит начальный временной лаг установления непрерывного канала связи, т.к. первые спутанные фотоны первого импульса будут доходить до Боба дольше.

[Munin]

Nevin в сообщении #744344 писал(а):

Так же, как спутываются фотоны (1,2) и (3,4), какая разница ?

Видимо, вы не понимаете, как "спутываются" фотоны, и какую роль играет кристалл $\beta\text{-}\mathrm{Ba\,B_2O_4}.$

[Nevin]

К счастью, мое знание или не знание, как спутываются фотоны, и какую роль играет кристалл $\beta\text{-}\mathrm{Ba\,B_2O_4}.$, никак не влияют на физическую возможность/невозможность спутать фотоны (или электроны) тем или иным способом.

Либо это происходит в действительности, либо нет.

Если происходит, то ответ на вопрос в заглавии темы такой: информация о спутанности является квантовой, т.е. выбор Алисы спутать или не спутать частицы находится в суперпозиции состояний с тем, что детектирует Боб. Т.е. система Алиса+лазеры+кристаллы+Боб+детекторы, является квантовой, соответственно, в классических терминах, между ее частями существует мгновенный обмен информации. По тем же причинам парадоксы в такой системе невозможны. Т.е выбор Алисы связан с тем, что детектирует Боб и не важно, что происходит раньше. Даже если Боб фиксирует частицы по часам ИСО раньше, чем Алиса выбирает, спутывать их напарников или нет, ситуация нестыковки результатов наблюдений Боба и выбора Алисы попросту невозможна.
Если нестыковка все-таки происходит, значит, система перестает быть квантовой (становится классической) и соответственно, информация быстрее света не передается.

Если же в действительности этого не происходит, то ответ на вопрос темы такой: информация о спутанности является классической, т.е. система Алиса+лазеры+кристаллы+Боб+детекторы является классической и что-то помешает Алисе по своему усмотрению спутывать или не спутывать частицы, а Бобу находить корреляции с выбором Алисы.

Возможно, что для третьего наблюдателя, система Алиса+лазеры+кристаллы+Боб+детекторы будет проявлять иногда квантовые свойства, иногда классические.

[Munin]

Nevin в сообщении #744369 писал(а):

К счастью, мое знание или не знание, как спутываются фотоны, и какую роль играет кристалл $\beta\text{-}\mathrm{Ba\,B_2O_4}.$, никак не влияют на физическую возможность/невозможность спутать фотоны (или электроны) тем или иным способом.

Ага. Не влияют. А вот остановить ваш бред можно было бы, указанием на ваше незнание.

Nevin в сообщении #744369 писал(а):

Либо это происходит в действительности, либо нет.

Спутывание фотонов, конечно, происходит в действительности. Но не тех, которые вы думаете. Не тех, которые входят в квадратик "ключ" на вашем рисунке. А тех, которые выходят из красных квадратиков, неграмотно надписанных "кристал BaB2O4".

[epros]

Nevin в сообщении #744369 писал(а):

Если происходит, то ответ на вопрос в заглавии темы такой: информация о спутанности является квантовой

Не мог бы глубокоуважаемый джин автор пояснить, что он подразумевает под характеристикой «квантовая», применяемой в отношении к сущности, именуемой «информация»? По моим наивным понятиям «информация» — это умное слово для обозначения того, что иначе можно именовать «знанием о …». Т.е. характеристиками оного «знания о …» могут быть, скажем, «достоверность», «точность» или «полнота». Но я что-то никак не пойму, в каком смысле знанию о том, что «я сижу на стуле» или, скажем, о том, что «фотон имеет правую поляризацию», можно приписать такую характеристику, как «квантовость».

[Nevin]

(Оффтоп)

Остановить бред указанием на наше незнание невозможно. Указание на незнание - ничто.
Бред можно остановить только объяснением, знанием, (или другим бредом).

В действительности, происходит спутывание многих фотонов, даже без нашего участия.

Ключ на рисунке это тот же красный квадратик, он изображен пунктиром. Это логическая схема, физическая реализация элементной базы не существенна.

Есть "квадратик"на пути фотонов или нет, зависит только от наличия/отсутствия суперпозиции состояний между Алисой и Бобом (с их приборами).

Для внешнего наблюдателя Алиса с Бобом классические объекты, поэтому вряд ли он зафиксирует успех их мгновенного общения, если только он сам не станет частью их системы.

-- 08.07.2013, 15:39 --

epros в сообщении #744382 писал(а):

Nevin в сообщении #744369 писал(а):

Если происходит, то ответ на вопрос в заглавии темы такой: информация о спутанности является квантовой

Не мог бы глубокоуважаемый джин автор пояснить, что он подразумевает под характеристикой «квантовая», применяемой в отношении к сущности, именуемой «информация»? По моим наивным понятиям «информация» — это умное слово для обозначения того, что иначе можно именовать «знанием о …». Т.е. характеристиками оного «знания о …» могут быть, скажем, «достоверность», «точность» или «полнота». Но я что-то никак не пойму, в каком смысле знанию о том, что «я сижу на стуле» или, скажем, о том, что «фотон имеет правую поляризацию», можно приписать такую характеристику, как «квантовость».

Уважаемый, epros, я не вкладываю в термин информация чего-то необычного и готов согласится с Вашими "определениями". Под свойством "квантовости", я понимаю, несовместимость внешнего наблюдателя со знанием о внутренних состояниях спутанной квантовой системы (например, ориентации спина пары спутанных электронов).

[Someone]

(Nevin)

Nevin в сообщении #744383 писал(а):

Бред можно остановить только объяснением, знанием, (или другим бредом).

Есть ещё один способ: заблокировать бредогенератор. Возможно, немного погодя кто-нибудь из модераторов так и поступит. Другими способами это сделать удаётся чрезвычайно редко, и, судя по Вашему упорству, на Вас объяснения и увещевания не действуют.

[Nevin]

(Оффтоп)

Someone в сообщении #744391 писал(а):

Nevin в сообщении #744383 писал(а):

Бред можно остановить только объяснением, знанием, (или другим бредом).

Есть ещё один способ: заблокировать бредогенератор. Возможно, немного погодя кто-нибудь из модераторов так и поступит. Другими способами это сделать удаётся чрезвычайно редко, и, судя по Вашему упорству, на Вас объяснения и увещевания не действуют.

Покажите мне хоть одно объяснение.
Я не упорствую, я жду ответов по содержанию, например, Алиса не сможет спутать пару частиц потому что... или Боб не сможет детектировать спутанность потому что... или может, т.к. никакие законы физики этого не запрещают...
Пока я слышу только "ответы" :
-чЁ за бред ? Вы даже роль кристалла не понимаете...заблокировать бредогенератор...

Прошу Вас выскажетесь по содержанию, моя скромная персона не стоит внимания.

[Munin]

Nevin в сообщении #744383 писал(а):

Ключ на рисунке это тот же красный квадратик, он изображен пунктиром. Это логическая схема, физическая реализация элементной базы не существенна.

Нет, это не тот же красный квадратик. И красный квадратик - не логическая схема. И физическая реализация красного квадратика существенна. Никакой логической схемой сделать запутанные фотоны нельзя. Его можно сделать только специфическими квантовыми явлениями, например, SPDC (СПР). Оно и происходит в BBO.

[Nevin]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #744410 писал(а):

Нет, это не тот же красный квадратик.

Бу-бу-бу…
Как автор схемы, могу Вам с полной уверенностью сказать, этот пунктирный красный квадратик, обозначает точно такой же по физическим свойствам кристаллик, который обозначает сплошной красный квадратик. Пунктир означает, что он не всегда находится на пути фотонов.

Цитата:

И красный квадратик - не логическая схема.

Изображенная мной совокупность красных квадратиков, синий линий, зеленых овалов и черных прямых с пояснительными надписями, является логической схемой, так же, как схема алгоритма или триггера, является логической схемой, безотносительно того как физически, на какой именно элементной базе реализованы логические элементы (AND,OR, NOT). Они могут быть ламповыми, полупроводниковыми, пневматическими, даже могут быть рабами дергающими рычаги под ударами плети. Это в данном случае неважно.

Munin в сообщении #744410 писал(а):

И физическая реализация красного квадратика существенна.

Смотря для чего. Для логики работы нет. Если физическая реализация принципиально возможна, то логическая схема верна. Конкретный вид физической реализации важен лишь для физической работоспособности, соответствию, данной логической схеме.

Munin в сообщении #744410 писал(а):

Никакой логической схемой сделать запутанные фотоны нельзя.

Конечно, точно также, как красный квадратик на схемке ни разу ни физический кристалл $\beta\text{-}\mathrm{Ba\,B_2O_4}.$, а только его условное обозначение.

Munin в сообщении #744410 писал(а):

Его можно сделать только специфическими квантовыми явлениями, например, SPDC (СПР). Оно и происходит в BBO.

Спасибо за ответ по существу.
Будем считать, что именно это физическое явление и использовано в качестве физической реализации элементов, которые на логической схеме обозначены красными квадратиками.

[Munin]

Nevin в сообщении #744437 писал(а):

Спасибо за ответ по существу.
Будем считать, что именно это физическое явление и использовано в качестве физической реализации элементов, которые на логической схеме обозначены красными квадратиками.

А теперь осталось осознать, что с яблоками этого физического явления не происходит.

Или с чем там, в вашем случае бреда? С шарами?..

(Что это всех на неравенства Белла потянуло?)

-- 08.07.2013 21:09:30 --

Nevin в сообщении #744437 писал(а):

Как автор схемы, могу Вам с полной уверенностью сказать

Не смешите мои тапочки! Чтобы такую схему нарисовать, надо понимать, что куда.

Nevin в сообщении #744437 писал(а):

Изображенная мной совокупность красных квадратиков, синий линий, зеленых овалов и черных прямых с пояснительными надписями, является логической схемой

И это тоже ошибка. Поинтересуйтесь повнимательней там, откуда вы эту схему срисовывали.

[Nevin]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #744474 писал(а):

Не смешите мои тапочки! Чтобы такую схему нарисовать, надо понимать, что куда.
И это тоже ошибка. Поинтересуйтесь повнимательней там, откуда вы эту схему срисовывали.

Не верите ? Печалька…
Спросите хотя бы в личке, у уважаемого epros, односложно, Да/Нет.
Может это поможет…
Или поищите в инете что-то подобное, когда найдете, дайте ссылку… может и я поверю, что закон Архимеда, открыли до меня…
Насчет назначение кристалла $\beta\text{-}\mathrm{Ba\,B_2O_4}.$, так это везде есть в инете, хотя бы: здесь.
Только ребята, толи не поняли, толи постеснялись, высказать то, что я сказал…

Munin в сообщении #744474 писал(а):

А теперь осталось осознать, что с яблоками этого физического явления не происходит.
Или с чем там, в вашем случае бреда? С шарами?..
(Что это всех на неравенства Белла потянуло?)

Когда осознаете, что может происходить, сообщите…

[warlock66613]

Nevin в сообщении #744437 писал(а):

Будем считать, что именно это физическое явление и использовано в качестве физической реализации элементов, которые на логической схеме обозначены красными квадратиками.

Всё-таки хотелось бы понять, какое явление и как использовано для физической реализации "ключа", и что это за загадочное "запутывание" в нём происходит.