eblack

Что ж, весна прошла, а значит никто не подумает, что у меня весеннее обострение.

А ещё это не фига не лекция от доктора наук, а пересказ некоторых роликов и некоторых лекций.

Но к делу.

Всем известна магия квантовой физики. Особенно популярны в практическом изложении квантовые компьютеры, которые посчитают одновременно всё на свете, и запутанные частицы, которые позволяют наладить сверхсветовую связь.

На самом деле не позволяют, о чём физикам известно, но в научпопе и фантастической литературе подобные заявления не редкость. Например в Mass Effect 2 есть такое:

Хм. Тогда просто цитата из вики:

Позади карты, находятся: лифт для перемещения между палубами, отсек сверхсветовой связи для коммуникации с командой либо Призраком. Особенностью этой комнаты служит то, что она оборудована квантовомеханическим коммуникатором, обеспечивающим мгновенную связь на межгалактических расстояниях. Принцип работы этой системы заключается в том, что в сцепленном состоянии были созданы две субатомные частицы. Одна из них находится на Нормандии, а другая у адресата. Когда одна частица переходит в какое-либо квантовое положение, то другая переходит в противоположное, что позволяет передавать двоичные данные.

В общем в попсовой фантастике пишут чушь, но что ж там тогда на самом деле происходит?

Если кратко, то пара запутанных частиц

1) является одноразовой: их связь разрушается при попытке измерить свойства хотя бы одной из них.

2) нельзя изменить свойство одной частицы, чтобы изменить свойство парной, потому что эти их свойства создаются в момент их одновременного создания, а учёные затем лишь измеряют.

И тут ты, пикабушник (или пикабушница - не знаю уж чем меряются в этой вселенной) должен задать вопрос:

«Если ничего нельзя изменить, то откуда столько шума?»

А ответ на него дан в первой картинке.

Немного истории (слегка затянется, но в конце поясню зачем это было надо)

Когда учёные добрались до «квантового мира», то по результатам экспериментов был спор между классической физикой (обычной, нормальной, с чёткими формулами) и квантовой (у нас тут всё случайно, в формулах только вероятности).

Ну и порешать они решили всё на стрелке.

Опять таки если кратко (а подробно можно посмотреть в ролике "Доказательство реальности квантового мира. (Часть 1. Квантуемость, спин, прибор Штерна-Герлаха"), то прибор сортирует частицы в зависимости от направления её спина.

Классики говорили, что отклонения будут создавать полосу, потому что отклонение как стрелки на часах могут создавать любой угол. А последователи квантовой механики сказали, что будут 2 точки, потому что возможны лишь максимальные варианты (это и есть квантуемость, никаких дробей).

Приборчик был не один, а несколько последовательных, чтобы опровергнуть мысль, что спина вообще нет, а частицы распределяются чисто случайно.

Было доказано, что спин есть, и прибор сортирует вовсе не случайно. Если в первом приборе 50 частиц отклонило вверх, то во втором приборе, расположенном также, все 50 частиц уйдут вверх.

Ну, и да, частицы образовывали 2 точки, а не полосу, что говорило в пользу квантового подхода. И делались они ровно на половину.

Но затем стали проверять, что будет если повернуть прибор в пространстве.

И выяснили, что прибор изменяет спин под своё положение. И при разнице между 2-мя приборами в 90 градусов, прибор отправляет частицы разные детекторы с вероятностью 50 на 50 (а не как раньше все частицы с «положительным» спином в «положительный» детектор.

Квантовые физики из этого сделали вывод (предложили трактовку), что если результат не предопределён (положительные в положительные), когда не известен точный угол (как на первом приборе), то всегда будет работать случайность.

Но что, если изменение спины не идеальное (момент импульса и прочие инерции)? Если спин не смотрит прямо 90 градусов, а имеет 89,90 градусов? На тех масштабах имеет значение.

К примеру телёнок, что стоит между 2 стогам сена на одинаковом расстоянии. В идеале у него нет никаких причин предпочитать одно другому: он либо случайно выберет один, либо умрёт на месте от голода, не сумев сделать выбор. Но на практике левый стог может оказаться на сантиметр ближе, а значит туда он и повернёт.

Примерно это заявили классические апологеты, но их уже никто не слушал.

Итак, к чему это я?

Как создаются запутанные частицы? Цитата из вики:

В простейшем случае источником S потоков запутанных фотонов служит определённый нелинейный материал, на который направляется лазерный поток определённой частоты и интенсивности (схема с одним эмиттером)[41]. В результате спонтанного параметрического рассеяния (СПР) на выходе получаются два конуса поляризации H и V, несущие пары фотонов в запутанном квантовом состоянии

Короче, бомбят материал и получают разлетающиеся в разные стороны частицы.

А ведь у запутанных частиц свойства не одинаковые, нет, они противоположные. Т.е. частицы уже создаются противоположными («два конуса»), а не передают неведомым образом своё состояние на другой конец планеты.

Для квантовых фундаменталистов это чудо из чудес, потому что частицы на квантовом уровне чётко подчиняются формулам классической физике (Третий закон Ньютона, там), а не творят что вздумается. Этого они признать не хотят, ведь тогда получится, что "вероятность" в их формулах это не фундаментальное свойство вселенной, а просто признание своей неспособности измерить то, что надо.

Вот так вот. «Бог не играет в кости», как сказал Эйнштейн, а Бор не прав.

Однако...

Что там тогда высчитывают квантовые вычислительные машины?

Зы: напоминаю, что я тут видосики и статьи из сети пересказывал. Возможно, я пропустил целый пласт знаний, который всю эту простыню разбивает в пух и прах.