Habr, halo! Saya ingin berbagi pemikiran saya yang muncul sebagai hasil dari mempelajari masalah yang berkaitan dengan komputasi kuantum. Saya minta maaf atas kenyataan bahwa tidak ada gambar di pos, tapi saya pikir gambar apa pun hanya akan membingungkan dan menjauh dari esensi masalah. Saya akan senang jika seseorang mengomentari sesuatu dan membantu saya memahami masalah ini lebih dalam ...
Pernyataan masalah
Untuk memulainya, konstruksi komputer kuantum membutuhkan landasan teori yang cukup solid, bebas dari paradoks dan kontradiksi. Mekanika kuantum muncul sejak lama, tetapi tidak lengkap karena ketidakkonsistenan yang diketahui semua orang.
Kendala yang paling penting menurut saya adalah kegagalan untuk memformalkan konsep runtuhnya fungsi gelombang. Dan mengecualikan peran kesadaran subyektif dari proses pengukuran. Karena teorinya tidak diputarbalikkan dalam interpretasi yang berbeda, semuanya berujung pada kenyataan bahwa harus ada seorang pengamat di suatu tempat, yang pada akhirnya akan memutuskan apa yang sebenarnya terjadi. Absurditas situasi disimpulkan oleh Einstein, seperti biasa dalam cara ironisnya, tetapi agak sulit untuk semua visioner: "Apakah Anda benar-benar berpikir bahwa Bulan tidak ada sampai Anda melihatnya". Namun terlepas dari ini, Einstein sendiri tidak mampu mengedepankan konsep yang menghilangkan kontradiksi dan sesuai dengan hasil eksperimen.
Interpretasi eksistensial
Namun demikian, sejak zaman Einstein, sains belum berhenti dan banyak percobaan telah dilakukan, secara kasar menguraikan lanskap realitas kuantum. Arah eksperimen yang paling penting adalah penolakan terhadap teori parameter tersembunyi dan studi tentang keterikatan partikel. Fantasi para peneliti hanya bisa iri. Dari eksperimen paling berani dalam absurditasnya, inilah: mari kita pertama-tama mengukur partikel, dan baru pada suatu hari kita akan membingungkannya. Tentu saja, tidak ada yang membantu - partikel dalam pengukuran masih berperilaku secara keseluruhan, bahkan jika mereka bingung setelah percobaan. Yang mengarah pada pemikiran yang cukup menarik.
Fisikawan mulai khawatir bahwa semua interpretasi yang tersedia membatasi pemikiran ilmiah dan mulai mencari solusi untuk masalah tersebut. Hasil dari upaya ini adalah apa yang disebut "interpretasi eksistensial" mekanika kuantum, dan konsep utamanya adalah dekoherensi, regenerasi, dan teori pengukuran kontinu. Saya pikir artikel itu menjadi karya ilmiah utama tentang masalah ini:
V. Zurek DEKOGENSI DAN TRANSISI DARI DUNIA KUANTUM KE KLASIK Los Alamos Science, No.
Arti dasar interpretasi eksistensial dalam istilah klasik adalah sebagai berikut: seluruh alam semesta, atau lebih tepatnya semua subsistem kuantum yang berinteraksi dengan partikel yang diteliti, dinyatakan sebagai pengamat dan alat pengukur. Dan sifat klasik dari objek muncul sebagai akibat dari rata-rata semua interaksi ini.
Hal utama yang diberikan teori ini adalah bahwa sekarang kita bisa melakukan deskripsi dunia dalam bentuk kuantum murni, tanpa khawatir tentang bagaimana itu terlihat, sehingga, untuk mengatakan, dunia nyata. Kita sekarang dapat beralih ke properti klasik objek kapan saja menggunakan alat matematika dekoherensi.
Dunia kuantum murni yang aneh
Banyak kesimpulan segera ditarik tentang sifat-sifat dasar dunia kuantum murni. Semua ini tersirat sebelumnya, hanya sekarang telah memperoleh bentuk yang lebih konkret dan stabil. Berikut ini beberapa wawasan menarik tentang sistem kuantum:
- Pada prinsipnya, sistem kuantum tidak dapat disalin (dengan peringatan - tanpa merusaknya, yang pada dasarnya tidak penting). Sedikit terganggu, saya akan mengatakan bahwa ini menghilangkan paradoks filosofis yang terkenal dari menyalin pikiran. Karena pada dasarnya tidak bisa disalin.
- Dua sistem kuantum yang pernah masuk ke dalam interaksi tidak dapat lagi dipisahkan secara fundamental dan dipertimbangkan secara terpisah satu sama lain.
- Memiliki informasi lengkap tentang sistem kuantum, kami tidak dapat mengatakan hal yang sama tentang komponennya. Sulit dibayangkan, karena dalam fisika klasik yang sebaliknya adalah benar - kita memperoleh pengetahuan lengkap tentang sistem hanya jika kita sepenuhnya menggambarkan komponen-komponennya, dan ditambah menggambarkan interaksi di antara mereka.
Konsekuensi dari penerapan teori dekoherensi pada kosmologi juga menarik. Menurut deskripsi kuantum murni, alam semesta berasal, atau lebih tepatnya terus menerus terjadi, dari apa yang disebut sumber kuantum non-lokal. Hukum-hukum fisika muncul sebagai akibat dari interaksi komponen-komponen kuantum dari sumber ini satu sama lain. Ada semacam kondensasi realitas. Anda masih bisa membayangkan dunia klasik sebagai gambaran gangguan dari realitas kuantum. Semua jumlah fisik dan konstanta diperoleh sebagai hasil dari konsensus komponen kuantum.
Anda dapat membayangkan ini seolah-olah kami meluncurkan sekelompok orang di daratan dan menyaksikan bagaimana suatu negara terbentuk dari mereka dengan hukumnya sendiri. Atau proses pembentukan standar teknis. Pertanyaan mengapa massa elektron berkorelasi sangat baik dengan massa proton, dan semua pertanyaan lain tentang rasio konstanta fundamental yang baik sekarang terlihat seperti "Mengapa baterai AAA sangat cocok di radio dan lampu senter".
Pada prinsipnya, struktur alam semesta kita, sebagai bagian dari alam semesta kuantum, dapat dijelaskan dari sudut pandang yang disebut Darwinisme kuantum (ada teori semacam itu - negara kuantum sedang berjuang untuk hak untuk berpartisipasi dalam dekoherensi) dan prinsip antropik yang lemah (di mana akan tanpanya :)
Dengan demikian, semua kuantitas fisik adalah proyeksi informasi kuantum atas dasar konsensus. Dan mengelola informasi kuantum, kita dapat melakukan apa saja dengan jumlah ini (yang terjadi ketika komputer kuantum bekerja).
Jadi apa yang ada dengan kehendak bebas?
Kembali ke analogi dengan negara, saya ingin berspekulasi sedikit lebih dalam hal ini.
Orang bisa membayangkan negara di mana hukum tidak melarang, tetapi permisif. Misalkan pada mulanya dikatakan bahwa segala sesuatu pada umumnya dilarang, jika tidak diizinkan oleh hukum apa pun. Lalu, katakanlah, agar warga negara dapat memiliki kemampuan bernapas untuk mengeluarkan serangkaian undang-undang. Hukum pertama memungkinkan warga memiliki paru-paru dan organ pernapasan lainnya. Hukum kedua memungkinkan mereka untuk bersentuhan dengan udara. Yang ketiga adalah mengambil napas. Buang napas keempat. Dan sebagainya.
Jelas bahwa ini omong kosong dan negara dengan pendekatan seperti itu tidak akan bertahan lama. Pendekatan lain lebih tepat. Pertama, hak untuk hidup dinyatakan kepada semua orang dan di mana saja dan, sebagai kasus khusus, untuk bernafas. Sehingga tidak seorang pun, Tuhan melarang, lupakan ini, ada tertulis dalam Konstitusi. Lebih lanjut dalam undang-undang hanya pembatasan yang diperlukan untuk hidup bersama yang nyaman dan menghirup warga - misalnya, untuk tidak merokok di tempat umum.
Seringkali Anda dapat menemukan frasa seperti - itu karena dalam Konstitusi, semuanya ditulis dengan baik - kami memiliki hak untuk perumahan, pendidikan, perawatan medis, pelatihan - tetapi pada kenyataannya tidak ada apa-apa. Pertanyaan-pertanyaan ini mencerminkan pandangan primitif tentang bagaimana sistem hukum beroperasi, dan memang ada yang lain berdasarkan pada konsensus komponen berdaulat.
Anehnya, deskripsi klasik non-kuantum tentang dunia secara alami permisif, karenanya seluruh ketidakmampuannya untuk menjelaskan banyak fenomena.
Dari sudut pandang deskripsi kuantum murni dunia, pertanyaan "Bagaimana kebebasan akan muncul dari hukum-hukum fisik?" tidak setia dan naif. Pertanyaan yang benar adalah: "Bagaimana hukum-hukum fisika yang dibentuk oleh interaksi membatasi kehendak bebas yang melekat dalam sistem kuantum?"
Bagaimanapun, sistem kuantum tanpa interaksi sepenuhnya gratis - ia segera dalam semua statusnya sekaligus dan telah mencapai semua yang mungkin.
Anda diundang ke dua pesta sekaligus. Esensi kuantum Anda langsung terkoyak di sana-sini. Dan secara mental, di bidang kebebasan absolut, Anda telah berada di sana dan di sana. Tetapi hukum dekoherensi memberi tahu Anda bahwa partai-partai terbagi dalam ruang. Dan pada saat yang sama Anda bisa berada di sana atau di sana. Akibatnya, Anda membuat pilihan dengan beberapa kemungkinan, yang hanya bergantung pada ekspresi kehendak bebas Anda.
Atau mungkin tidak pergi ke pesta sama sekali tetapi tinggal di rumah?