Habr, bonjour! Je veux partager mes réflexions survenues suite à l'étude des problèmes liés à l'informatique quantique. Je m'excuse pour le fait qu'il n'y ait pas d'image dans le post, mais je pense que toute image ne fera que prêter à confusion et éloigner l'essence du problème. Je serais heureux si quelqu'un commente quelque chose et m'aide à comprendre ces problèmes plus profondément ...
Énoncé du problème
Pour commencer, la construction d'ordinateurs quantiques nécessite une base théorique assez solide, exempte de paradoxes et de contradictions. La mécanique quantique est apparue il y a longtemps, mais elle était incomplète en raison d'incohérences connues de tous.
À mon avis, l'obstacle le plus important a été de ne pas officialiser le concept d'effondrement de la fonction d'onde. Et exclure le rôle de la conscience subjective du processus de mesure. Comme la théorie n'a pas été retournée dans différentes interprétations, tout se résume au fait qu'il doit y avoir un observateur quelque part, qui décidera finalement de ce qui se passe réellement. L'absurdité de la situation a été résumée par Einstein, comme toujours de sa manière ironique, mais plutôt dure pour tous les visionnaires: «Pensez-vous vraiment que la Lune n'existe pas tant que vous ne la regardez pas». Mais malgré cela, Einstein lui-même n'a pas été en mesure de proposer un concept qui supprime les contradictions et est en accord avec les résultats des expériences.
Interprétation existentielle
Néanmoins, depuis l'époque d'Einstein, la science ne s'est pas arrêtée et de nombreuses expériences ont été menées, décrivant à peu près le paysage de la réalité quantique. La direction la plus importante des expériences est la réfutation de la théorie des paramètres cachés et l'étude de l'intrication des particules. Les fantasmes des expérimentateurs ne peuvent qu'être enviés. Parmi les expériences les plus audacieuses dans son absurdité, c'était celle-ci: prenons d'abord des mesures sur des particules, et seulement alors un jour nous les confondrons. Bien sûr, rien n'a aidé - les particules dans les mesures se comportaient toujours dans leur ensemble, même si elles étaient confuses après l'expérience. Ce qui conduit à des réflexions assez intéressantes.
Les physiciens ont commencé à craindre que toutes les interprétations disponibles limitent la pensée scientifique et ont commencé à chercher une solution au problème. Le résultat de ces efforts fut la soi-disant «interprétation existentielle» de la mécanique quantique, et ses principaux concepts étaient la décohérence, la régénération et la théorie des mesures continues. Je pense que l'article est devenu le travail scientifique clé sur cette question:
V. Zurek DÉCOGENCE ET LA TRANSITION DU MONDE QUANTIQUE AU CLASSIQUE Los Alamos Science, Numéro 27 2002.
La signification fondamentale de l'interprétation existentielle en termes classiques était la suivante: l'univers entier, ou plutôt tous les sous-systèmes quantiques interagissant avec les particules à l'étude, a été déclaré observateur et appareil de mesure. Et les propriétés classiques de l'objet résultent de la moyenne de toutes ces interactions.
La principale chose que cette théorie a donnée était que maintenant nous pouvions faire une description du monde en termes purement quantiques, sans se soucier de l'apparence, pour ainsi dire, du monde réel. Nous pouvons maintenant passer à tout moment aux propriétés classiques des objets en utilisant l'appareil mathématique de décohérence.
Étrange monde quantique pur
De nombreuses conclusions ont été immédiatement tirées sur les propriétés fondamentales d'un monde purement quantique. Tout cela était sous-entendu auparavant, seulement maintenant il a acquis une forme plus concrète et stable. Voici quelques informations intéressantes sur les systèmes quantiques:
- En principe, un système quantique ne peut pas être copié (avec la mise en garde - sans le détruire, ce qui n'est essentiellement pas important). Un peu distrait, je dirai que cela supprime le paradoxe philosophique bien connu de copier l'esprit. Puisqu'il ne peut pas être copié.
- Deux systèmes quantiques entrés en interaction ne peuvent plus être fondamentalement séparés et considérés séparément l'un de l'autre.
- Disposant d'informations complètes sur un système quantique, nous ne pouvons néanmoins pas en dire autant de ses composants. Il est difficile d'imaginer, car en physique classique, le contraire est vrai - nous acquérons une connaissance complète du système uniquement si nous décrivons pleinement ses composants et décrivons l'interaction entre eux.
Les conséquences de l'application de la théorie de la décohérence à la cosmologie sont également intéressantes. Selon une pure description quantique, l'univers est originaire, ou plutôt se produit en continu, d'une source quantique dite non locale. Les lois physiques apparaissent à la suite de l'interaction des composants quantiques de cette source entre eux. Il y a une sorte de condensation de la réalité. Vous pouvez toujours imaginer le monde classique comme une image d'interférence de la réalité quantique. Toutes les quantités physiques et constantes ont été obtenues grâce au consensus des composants quantiques.
Vous pouvez à peu près imaginer cela comme si nous avions lancé un groupe de personnes sur le continent et vu comment un État était formé à partir d'eux avec ses propres lois. Ou le processus d'élaboration des normes techniques. La question de savoir pourquoi la masse de l'électron est si bien en corrélation avec la masse du proton, et toutes les autres questions sur le bon rapport des constantes fondamentales ressemblent maintenant à quelque chose comme "Pourquoi les piles AAA s'intègrent si bien dans les radios et les lampes de poche."
En principe, la structure de notre univers, en tant que partie d'un univers quantique, peut être expliquée du point de vue du soi-disant darwinisme quantique (il existe une telle théorie - les États quantiques se battent pour le droit de participer à la décohérence) et un principe anthropique faible (où serait-il sans lui :)
Ainsi, toutes les grandeurs physiques sont la projection d'informations quantiques sur une base consensuelle. Et en gérant les informations quantiques, nous pouvons tout faire avec ces quantités (ce qui se produit lorsque les ordinateurs quantiques fonctionnent).
Alors qu'y a-t-il avec le libre arbitre?
Revenant à l'analogie avec l'État, je voudrais spéculer un peu plus en ces termes.
On peut imaginer un pays dans lequel les lois ne sont pas prohibitives, mais permissives. Supposons, dans un premier temps, que tout soit généralement interdit, s'il n'est permis par aucune loi. Ensuite, disons, afin que les citoyens puissent respirer pour émettre une série de lois. La première loi permet aux citoyens d'avoir des poumons et d'autres organes respiratoires. La deuxième loi leur permet d'entrer en contact avec l'air. Le troisième est de reprendre son souffle. Quatrième expirez. Et ainsi de suite.
Il est clair que cela n'a aucun sens et qu'un pays avec une telle approche ne durera pas longtemps. Une autre approche est plus correcte. Premièrement, le droit de vivre est déclaré à tous et partout et, comme cas particulier, à respirer. Pour que personne, Dieu ne plaise, oublie cela, c'est écrit dans la Constitution. Plus loin dans les lois ne sont que les restrictions requises pour une cohabitation confortable et la respiration des citoyens - par exemple, ne pas fumer dans les lieux publics.
Souvent, vous pouvez trouver des phrases comme - c'est parce que dans la Constitution, tout est bien écrit - nous avons le droit au logement, à l'éducation, aux soins médicaux, à la formation - mais en réalité il n'y a rien. Ces questions reflètent une vision primitive du fonctionnement du système juridique, voire toute autre, fondée sur le consensus des composantes souveraines.
Étonnamment, la description classique non quantique du monde est précisément de nature permissive, d'où son incapacité totale à expliquer de nombreux phénomènes.
Du point de vue d'une pure description quantique du monde, la question «Comment le libre arbitre naîtra-t-il des lois physiques?» infidèle et naïf. La bonne question sera: "Comment les lois physiques établies par les interactions limitent-elles le libre arbitre inhérent aux systèmes quantiques?"
Après tout, un système quantique sans interactions est totalement gratuit - il est immédiatement dans tous ses états à la fois et a réalisé tout ce qui est possible.
Vous avez été invité à deux soirées à la fois. Votre essence quantique est déchirée immédiatement et ça et là. Et mentalement, dans le domaine de la liberté absolue, vous avez déjà été là et là. Mais les lois de la décohérence vous disent que les partis sont divisés dans l'espace. Et en même temps, vous pouvez être là ou là-bas. En conséquence, vous faites un choix avec une certaine probabilité, qui ne dépend que de votre libre expression souveraine de volonté.
Ou peut-être pas du tout aller à une fête mais rester à la maison?