Sobre computación cuántica y libre albedrío

Habr, hola! Quiero compartir mis pensamientos que surgieron como resultado del estudio de problemas relacionados con la computación cuántica. Pido disculpas por el hecho de que no hay una imagen en la publicación, pero creo que cualquier imagen solo será confusa y alejará la esencia del problema. Me alegraría si alguien comenta algo y me ayuda a comprender estos problemas más profundamente ...

Planteamiento del problema


Para empezar, la construcción de computadoras cuánticas requiere una base teórica bastante sólida, libre de paradojas y contradicciones. La mecánica cuántica apareció hace mucho tiempo, pero estaba incompleta debido a inconsistencias conocidas por todos.

El obst√°culo m√°s importante en mi opini√≥n fue la falta de formalizaci√≥n del concepto de colapso de la funci√≥n de onda. Y excluir el papel de la conciencia subjetiva del proceso de medici√≥n. Como la teor√≠a no se revirti√≥ en diferentes interpretaciones, todo se redujo al hecho de que debe haber un observador en alg√ļn lugar, que al final decidir√° lo que realmente est√° sucediendo. Lo absurdo de la situaci√≥n fue resumido por Einstein, como siempre en su forma ir√≥nica, pero bastante dura para todos los visionarios: "¬ŅRealmente crees que la Luna no existe hasta que la miras?". Pero a pesar de esto, el propio Einstein no pudo presentar un concepto que elimine las contradicciones y est√© de acuerdo con los resultados de los experimentos.

Interpretación existencial


Sin embargo, desde la √©poca de Einstein, la ciencia no se ha detenido y se han llevado a cabo muchos experimentos, esbozando aproximadamente el paisaje de la realidad cu√°ntica. La direcci√≥n m√°s importante de los experimentos es la refutaci√≥n de la teor√≠a de los par√°metros ocultos y el estudio del enredo de part√≠culas. Las fantas√≠as de los experimentadores solo pueden ser envidiadas. De los experimentos m√°s audaces en su absurdo, fue este: primero tomemos medidas en part√≠culas, y solo entonces alg√ļn d√≠a las confundiremos. Por supuesto, nada ayud√≥: las part√≠culas en las mediciones a√ļn se comportaron como un todo, incluso si estaban confundidas despu√©s del experimento. Lo que lleva a pensamientos bastante interesantes.

Los físicos comenzaron a preocuparse de que todas las interpretaciones disponibles limitaran el pensamiento científico y comenzaron a buscar una solución al problema. El resultado de estos esfuerzos fue la llamada "interpretación existencial" de la mecánica cuántica, y sus conceptos principales fueron la decoherencia, la regeneración y la teoría de las mediciones continuas. Creo que el artículo se convirtió en el trabajo científico clave sobre este tema:
V. LA DECOGENCIA DE Zurek Y LA TRANSICI√ďN DEL MUNDO CU√ĀNTICO AL CL√ĀSICO Los Alamos Science, n√ļmero 27 2002.
El significado b√°sico de la interpretaci√≥n existencial en t√©rminos cl√°sicos era el siguiente: todo el universo, o m√°s bien todos los subsistemas cu√°nticos que interact√ļan con las part√≠culas en estudio, fue declarado como un observador y un dispositivo de medici√≥n. Y las propiedades cl√°sicas del objeto surgen como resultado del promedio de todas estas interacciones.

Lo principal que dio esta teoría fue que ahora podríamos hacer una descripción del mundo en términos puramente cuánticos, sin preocuparnos de cómo se ve, por así decirlo, en el mundo real. Ahora podemos cambiar a las propiedades clásicas de los objetos en cualquier momento utilizando el aparato matemático de decoherencia.

Extra√Īo mundo cu√°ntico puro


Inmediatamente se sacaron muchas conclusiones sobre las propiedades fundamentales de un mundo puramente cuántico. Todo esto estaba implícito antes, solo que ahora ha adquirido una forma más concreta y estable. Aquí hay algunas ideas interesantes sobre los sistemas cuánticos:

  • En principio, un sistema cu√°ntico no se puede copiar (con la advertencia, sin destruirlo, lo que esencialmente no es importante). Un poco distra√≠do, dir√© que esto elimina la conocida paradoja filos√≥fica de copiar la mente. Ya que b√°sicamente no se puede copiar.
  • Dos sistemas cu√°nticos que una vez entraron en interacci√≥n ya no pueden separarse fundamentalmente y considerarse por separado el uno del otro.
  • Sin embargo, al tener informaci√≥n completa sobre un sistema cu√°ntico, no podemos decir lo mismo sobre sus componentes. Es dif√≠cil de imaginar, porque en f√≠sica cl√°sica ocurre lo contrario: obtenemos conocimiento completo sobre el sistema solo si describimos completamente sus componentes y adem√°s describimos la interacci√≥n entre ellos.

Las consecuencias de aplicar la teor√≠a de la decoherencia a la cosmolog√≠a tambi√©n son interesantes. Seg√ļn una descripci√≥n cu√°ntica pura, el universo se origin√≥, o m√°s bien ocurre continuamente, a partir de una llamada fuente cu√°ntica no local. Las leyes f√≠sicas aparecen como resultado de la interacci√≥n de los componentes cu√°nticos de esta fuente entre s√≠. Hay una especie de condensaci√≥n de la realidad. Todav√≠a puedes imaginar el mundo cl√°sico como una imagen de interferencia de la realidad cu√°ntica. Todas las cantidades f√≠sicas y constantes se obtuvieron como resultado del consenso de los componentes cu√°nticos.

Puede imaginarse esto como si lanz√°ramos un grupo de personas en el continente y vi√©ramos c√≥mo se forma un estado a partir de ellas con sus propias leyes. O el proceso de formaci√≥n de normas t√©cnicas. La pregunta de por qu√© la masa del electr√≥n se correlaciona tan bien con la masa del prot√≥n, y todas las dem√°s preguntas sobre la buena relaci√≥n de constantes fundamentales ahora se parecen a "¬ŅPor qu√© las bater√≠as AAA encajan tan bien en radios y linternas?".

En principio, la estructura de nuestro universo, como parte de un universo cuántico, puede explicarse desde el punto de vista del llamado darwinismo cuántico (existe tal teoría: los estados cuánticos están luchando por el derecho a participar en la decoherencia) y un principio antrópico débil (dónde estaría sin él :)

Por lo tanto, todas las cantidades físicas son la proyección de información cuántica sobre una base de consenso. Y al administrar la información cuántica, podemos hacer cualquier cosa con estas cantidades (lo que sucede cuando funcionan las computadoras cuánticas).

Entonces, ¬Ņqu√© hay con el libre albedr√≠o?


Volviendo a la analogía con el estado, me gustaría especular un poco más en estos términos.

Uno puede imaginar un país en el que las leyes no sean prohibitivas, sino permisivas. Supongamos, al principio, que se dice que todo está generalmente prohibido, si no está permitido por ninguna ley. Entonces, digamos, para que los ciudadanos puedan respirar y emitir una serie de leyes. La primera ley permite a los ciudadanos tener pulmones y otros órganos respiratorios. La segunda ley les permite entrar en contacto con el aire. El tercero es tomar un respiro. Cuarta exhalación. Y así sucesivamente.

Est√° claro que esto no tiene sentido y que un pa√≠s con este enfoque no durar√° mucho. Otro enfoque es m√°s correcto. Primero, el derecho a vivir se declara a todos y en todas partes y, como caso especial, a respirar. Para que nadie, Dios no lo quiera, olvide esto, est√° escrito en la Constituci√≥n. Adem√°s, en las leyes solo se encuentran las restricciones requeridas para una convivencia c√≥moda y la respiraci√≥n de los ciudadanos, por ejemplo, no fumar en lugares p√ļblicos.

A menudo puede encontrar frases como, porque en la Constitución todo está bien escrito, tenemos derecho a la vivienda, la educación, la atención médica y la capacitación, pero en realidad no hay nada. Estas preguntas reflejan una visión primitiva de cómo funciona el sistema legal, y de hecho cualquier otra basada en el consenso de los componentes soberanos.

Sorprendentemente, la descripción clásica no cuántica del mundo es precisamente de naturaleza permisiva, de ahí su total incapacidad para explicar muchos fenómenos.

Desde el punto de vista de una descripci√≥n cu√°ntica pura del mundo, la pregunta "¬ŅC√≥mo surge el libre albedr√≠o de las leyes f√≠sicas?" infiel e ingenuo. La pregunta correcta ser√°: "¬ŅC√≥mo las leyes f√≠sicas establecidas por las interacciones limitan el libre albedr√≠o inherente a los sistemas cu√°nticos?"

Después de todo, un sistema cuántico sin interacciones es completamente gratuito: está inmediatamente en todos sus estados a la vez y ha logrado todo lo posible.

Fuiste invitado a dos fiestas a la vez. Su esencia cuántica se desgarra de inmediato y allí y allí. Y mentalmente, en el ámbito de la libertad absoluta, ya has estado allí y allí. Pero las leyes de la decoherencia te dicen que las partes están divididas en el espacio. Y al mismo tiempo puedes estar allí o allí. Como resultado, eliges con cierta probabilidad, que depende solo de tu libre expresión soberana de voluntad.

¬ŅO tal vez no ir a una fiesta sino quedarse en casa?

Source: https://habr.com/ru/post/441328/


All Articles