И снова про мгновенную передачу информации

[WildPig]

Очень хочется разобраться в следующем вопросе: во всех источниках по квантовой механике для чайников (коим я и являюсь), которые описывают мгновенное взаимодействие запутанных частиц всегда подчеркивается, что это никак не означает возможности осуществлять мгновенную передачу информации. Это, видимо верно, если использовать для передачи информации собственно значение параметра частицы (спин,поляризация и т.д.)
Но ведь сам факт нахождения или не нахождения частицы в суперпозиции тоже является информацией.
Ниже я хочу привести свой небольшой мысленный эксперимент по мгновенной передаче информацией.
Предположим у нас есть ловушки для фотонов (ну скажем петли оптоволокна со 100 % прозрачностью). Назовем их A1,B1,A2,B2... и т.д. Также у нас есть источник запутанных фотонов. С его помощью мы заполняем ловушки таким образом, что в ловушку A1 и B1 попадают разные части от пар запутанных фотонов. Так же и в ловушки A2,B2,A3,B3 и т.д.
Ловушки A1,A2,A3... забирает себе пресловутая Алиса, а ловушки B1,B2,B3 и т.д. забирает Боб, после чего он садится в космический корабль и улетает в район Юпитера.
В назначенное заранее время, Алиса решает передать Бобу сообщение "Hello". В двоичной системе исчесления это сообщение выглядит как "100100011001.....". Алиса берет ловушки с номерами A1,A4,A8,A9 и т.д.(номер ловушки соответствует порядку очередной цифры "1" в двоичном коде сообщения) и пропускает фотоны из них сквозь поляризационный фильтр. Тем самым фотоны из ловушек A1,B1,A4,B4,A8,B8,A9,B9 и т.д. перестают быть в суперпозиции.
В то же время, или немного позже (или даже раньше) Боб последовательно пропускает фотоны из ловушек сквозь пару щелей с поляризационными фильтрами расположенными перпендекулярно друг к другу. Фотоны, поляризация которых находится в суперпозиции создают интерференционную картинку, остальные нет.
Таким образом Боб определяет, что перед измерением фотоны из ловушек B1,B4,B8,B9 и т.д. не находятся в суперпозиции. Остается перевести полученные результаы в стандартный формат и прочитать сообщение.

Соответственно, у меня вопрос: что в моих рассуждениях неверно ? Почему нельзя использовать информацию о нахождении или не нахождении частицы в суперпозиции для мгновенной передачи информации ? 

[kadh]

Этот вопрос уже много раз тут поднимался.

Вот здесь, например -

http://quantmag.ppole.ru/forum/index.php?topic=153.0

Путенихин не поленился написать об этом целую статью.

http://quantmagic.narod.ru/volumes/VOL422007/abs2130.html

Он полагает, что между КМ и СТО есть неразрешимые противоречия по вопросу о возможности "мгновенной связи". И это можно проверить экспериментально.

О том же самом говорит знаменитый "ЭПР парадокс" (Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена).

В общем, не ты первый это заметил.

Я тоже согласен с Эйнштейном-Подольским-Розеном-Путенихиным-WildPig'ом...

Вот здесь ещё была моя дискуссия с Каминским на ту же тему -

http://quantmag.ppole.ru/forum/index.php?topic=464.msg33319#msg33319

Вот только одна цитата из той дискуссии...

Из статьи Козырева "ОБ ИССЛЕДОВАНИЯХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВРЕМЕНИ" -

Соответствующие наблюдения Проциона были поставлены в Пулкове на телескопе РМ-700. При этих наблюдениях перед весами ставилась щель в толстом экране, защищавшем весы от действия звезд. Изображение звезды на экране, получалось несколько внефокальным, но при длинном фокусе кудэ это обстоятельство не мешало наблюдениям. Щель располагалась по суточной параллели, следовательно при наблюдениях вблизи меридиана рефракция должна была действовать перпендикулярно щели. Наблюдения имели задачу получения ориентировочных данных, поэтому щель в экране была взята очень широкой: 3 мм = 30". Исходным было положение, когда свет звезды проходил через щель. Затем, движением телескопа звезда смещалась по склонению через 25". Весы дали отклонение только тогда, когда щель была сдвинута на 75", что оказалось в прекрасном соответствии с истинным расчетным положением звезды, сдвинутым в эту же сторону на 80". Помимо большого принципиального значения этих наблюдений, доказывающих возможность мгновенных связей, из них следует еще и практические выводы:

         1. опытом доказано, что действие времени не преломляется атмосферой и

         2. действие звезды имеет изображение, сравнимое с ее оптическим изображением.

Возможность мгновенной связи открывает большие научные перспективы. В частности, для астрометрии открываются возможности точных определения по углу смещения a тангенциальных скоростей Vt , которые в сочетании с собственным движением m позволят определять параллаксы звезд, ранее недоступные для геометрических методов. Поэтому основной задачей дальнейших исследований должно быть осуществление самых тщательных и строгих наблюдений, обосновывающих мгновенную передачу действия времени. Полученные же результаты следует рассматривать лишь как обнадеживающее основание для продолжения этих исследований.

http://www.univer.omsk.su/omsk/Sci/Kozyrev/time-k.htm

[WildPig]

Я посмотрел эти ссылки и это безумно интересно (хотя я понял, что читать нужно много и вдумчиво). Но Вы, на мой взгляд, не совсем поняли суть вопроса. Вы сосредоточились на противоречии между СТО и КМ. И я в настоящий момент, в силу своей некомпетентности, не готов обсуждать эту тему (несмотря на ее чрезвычайную интересность).
Я в своем вопросе исходил из предположения, что КМ и принцип нелокальности верны (ну по крайней мере в существующих распространенных представлениях о взимодействии запутанных объектов) и просил растолковать мне противоречие именно в рамках этих существующих и общепринятых представлениях о нелокальности. Ибо тезис о невозможности передачи информации со сверхсветовой скоростью неизменно подчеркивают в том числе и те люди, которые говорят о сверхсветовой скорости нелокального взаимодействия. Вот мне и хочется на данном этапе разобраться в противоречиях (суть которых я привел в своем мысленном эксперименте) именно в существующих понятиях КМ не подвергая (на текущий момент) их правильность сомнению.

[kadh]

Ибо тезис о невозможности передачи информации со сверхсветовой скоростью неизменно подчеркивают в том числе и те люди, которые говорят о сверхсветовой скорости нелокального взаимодействия.

В этих утверждениях и содержится очевидное противоречие. Очевидное даже для "чайников".

Вот мне и хочется на данном этапе разобраться в противоречиях (суть которых я привел в своем мысленном эксперименте) именно в существующих понятиях КМ не подвергая (на текущий момент) их правильность сомнению.

Увы, это неустранимое противоречие. Либо ты будешь закрывать на него глаза, как это делают большинство КМ-щиков, либо придётся выбирать между КМ и СТО.

[Vitaliy]

Предположим у нас есть ловушки для фотонов (ну скажем петли оптоволокна со 100 % прозрачностью). Назовем их A1,B1,A2,B2... и т.д. Также у нас есть источник запутанных фотонов. С его помощью мы заполняем ловушки таким образом, что в ловушку A1 и B1 попадают разные части от пар запутанных фотонов. Так же и в ловушки A2,B2,A3,B3 и т.д.

Единственно, что мы при этом можем утверждать, что в ловушки А и В попадают пары с комплементарными характеристиками, скажем, поляризации. При этом мы можем утверждать, что, если мы установим значение поляризации в ловушках А, то тут же мгновенно будем знать поляризацию в ловушках В. Больше - ничего. Ни о какой "передаче сигнала" при этом речь не идет.

Алиса берет ловушки с номерами A1,A4,A8,A9 и т.д.(номер ловушки соответствует порядку очередной цифры "1" в двоичном коде сообщения) и пропускает фотоны из них сквозь поляризационный фильтр. Тем самым фотоны из ловушек A1,B1,A4,B4,A8,B8,A9,B9 и т.д. перестают быть в суперпозиции.

И что? Наивная Алиса сбила поляризацию у выделенных фотонов. Она вообще могла каблучком растоптать соответствующие ловушки. А не менее наивный Боб продолжает прижимать к сердцу контейнер со своими В-ловушками, свято веря в высокую научную квалификацию своей подруги.

В то же время, или немного позже (или даже раньше) Боб последовательно пропускает фотоны из ловушек сквозь пару щелей с поляризационными фильтрами расположенными перпендекулярно друг к другу. Фотоны, поляризация которых находится в суперпозиции создают интерференционную картинку, остальные нет.

Тут немножко непонятно. Что значит "Фотоны, поляризация которых находится в суперпозиции"? В суперпозиции были бобовские фотоны с фотонами Алисы. Но тех уж нет... Короче, Боб может играться со своими ловушками сколько хочет, но никакого привета от Алисы он не получит.

На мой взгляд КМ-мулька о запутанности - просто математический прием описания определенных состояний "классических" частиц. Со всеми вытекающими последствиями. После разлета запутанных пар они - полностью независимы. Каждая из частиц пары сохраняет свою ориентацию столько, сколько сможет - в условиях внешних воздействий и взаимодействий с измерительными приборами. Кроме мордобития - никаких чудес!

Должен предупредить, что мое мнение - не есть мнение высоколобых специалистов по КМ. Они, в больей части, подсели на Копенгагенскую интерпретацию, не имеющую ничего общего с физикой протекающих процессов, кроме совпадения расчетных данных при множественных экспериментах. КМ-щики еще хвалятся объяснением тунеллирования. Молодцы! Они подобрали математическую формулу, которая де-факто позволяет вычислить эффект "просачивания" через барьер, ни ухом, ни рылом не представляя реальную физику происходящего. В точности - как говаривали Мерман, Дирак и Фейнман: - Заткнись и считай!

Несимпатична мне и страусова позиция оного из наших уважаемых коллег:

Увы, это неустранимое противоречие. Либо ты будешь закрывать на него глаза, как это делают большинство КМ-щиков, либо придётся выбирать между КМ и СТО.

И в самой КМ парадоксов хватает, и с ОТО не вяжется по части локальности... Закрывать глаза можно до поры до времени, пока лбом в бетонную стену не трахнешься.

[kadh]

Короче, Боб может играться со своими ловушками сколько хочет, но никакого привета от Алисы он не получит.

Дело не в конкретной технике "посылки сигнала", а в принципиальной возможности этого.

Тут всё довольно просто.

Либо нелокальность экспериментально подтверждается, либо нет. Если подтверждается, то и "мгновенная передача сигнала" будет возможна.

Остальное - демагогия.

[Vitaliy]

Либо нелокальность экспериментально подтверждается, либо нет. Если подтверждается, то и "мгновенная передача сигнала" будет возможна.

Шарман... Я потрясен кристальной ясностью твоего рассуждения. Так вот до сих пор экспериментального подтверждения нелокальности действия нет. И Альбертик с самого начала категорически против этого возражал. И ни один корифан на эту тему даже мысленный эксперимент не предложил. А ты все сидишь у моря в надежде - либо ОНО подтвердится... либо нет .

[kadh]

Так вот до сих пор экспериментального подтверждения нелокальности действия нет.

Какой ты наивный... Или притворяешься?

[WildPig]

Цитата: WildPig от Сегодня в 11:26:25 [?]

Увы, это неустранимое противоречие. Либо ты будешь закрывать на него глаза, как это делают большинство КМ-щиков, либо придётся выбирать между КМ и СТО.

Принцип нелокальности по своей сути - можно считать волшебством. Если я буду утверждать что смогу разгонять тучи читая заклинания, то это по моему мнению ничем не менее научно, чем если бы я утверждал, что между объектами есть нелокальная связь. Разница лишь в том, что чисто умозрительные, выведенные из чистой математики выводы, казавшиеся математической игрой ума, вдруг неожиданно подтвердились реальными экспериментами.
Вопрос о том почему и как происходит связь между запутанными объектами наверное спускается до того же уровня: что же такое вообще материя и энергия и почему они в принципе должны (или не должны) взаимодействовать друг с другом.
Это все я пишу к тому, что необходимо достаточное мужество и абсолютная незашоренность, чтобы уже решиться на эксперименты по подтверждению принципа нелокальности. И уж коль скоро эти эксперименты подтвердились (и не один и не десять раз у разных исследователей), то неужели  же как Вы пишете у всех КМ-щиков вдруг испарилось их мужество и незашоренность и они испугавшись результатов собственных экспериментов дрожат и бояться сделать следующий логичный шаг и провести эксперимент, который перевернет современную науку.
В это я в общем то не верю и посему мне и итересно: в чем мои выводы неверны, что я сделал неправильно. Можно ли на самом деле передать информацию со сверхсветовой скоростью (в рамках современных представлений КМ)

Цитата: WildPig от Сегодня в 09:53:49 [?]

Тут немножко непонятно. Что значит "Фотоны, поляризация которых находится в суперпозиции"? В суперпозиции были бобовские фотоны с фотонами Алисы. Но тех уж нет... Короче, Боб может играться со своими ловушками сколько хочет, но никакого привета от Алисы он не получит.

Нету тех фотонов у Алисы, поляризацию которых она измерила. А фотоны (парные соответствующим фотонам у Алисы) у Боба есть. Они вертятся в своей ловушке и ждут, когда Боб их выпустит и измерит их поляризацию. Противоречие (как я его понимаю) в том, что Боб может не только измерить их поляризацию, что естественно ему ничего не даст, а в том, что он может понять: ИЗМЕРЯЛА ЛИ УЖЕ АЛИСА ПОЛЯРИЗАЦИЮ ФОТОНОВ ПАРНЫХ ТЕМ, ЧТО ЕСТЬ У БОБА. А вот это уже и есть информация !!!

[kadh]

В это я в общем то не верю и посему мне и итересно: в чем мои выводы неверны, что я сделал неправильно. Можно ли на самом деле передать информацию со сверхсветовой скоростью (в рамках современных представлений КМ)

А почему обязательно "в рамках"? Это так важно?

Вот Козырев как-то не побоялся "без рамок"...

И ничего. Виталик вот даже не заметил...

[Vitaliy]

...Это все я пишу к тому, что необходимо достаточное мужество и абсолютная незашоренность, чтобы уже решиться на эксперименты по подтверждению принципа нелокальности. И уж коль скоро эти эксперименты подтвердились (и не один и не десять раз у разных исследователей),

А тут я хотел бы спросить: что именно подтвердилось в этих экспериментах? Что запутанные пары сохраняют синхроничность, если ее не нарушили независимо от расстояния? Но ведь это тривиально... "Подтверждать" подобный трюизм не нужно...

Нету тех фотонов у Алисы, поляризацию которых она измерила. А фотоны (парные соответствующим фотонам у Алисы) у Боба есть. Они вертятся в своей ловушке и ждут, когда Боб их выпустит и измерит их поляризацию. Противоречие (как я его понимаю) в том, что Боб может не только измерить их поляризацию, что естественно ему ничего не даст, а в том, что он может понять: ИЗМЕРЯЛА ЛИ УЖЕ АЛИСА ПОЛЯРИЗАЦИЮ ФОТОНОВ ПАРНЫХ ТЕМ, ЧТО ЕСТЬ У БОБА. А вот это уже и есть информация !!!

Конечно. То, что вытворяла Алиса со своими фотонами - ее интимное дело. Боб может установить поляризацию своих фотонов и догадаться, какой была поляризация фотонов Алисы до того, когда она занялась безобразием.

Сейчас найду ссылку на одну интересную теорему... Аха... вот она:

In quantum information theory, a no-communication theorem  is a result which gives conditions under which instantaneous transfer of information between two observers is impossible. These results can be applied to understand the so-called paradoxes in quantum mechanics such as the EPR paradox or violations of local realism obtained in tests of Bell's theorem. In these experiments, the no-communication theorem shows that failure of local realism does not lead to what could be referred to as "spooky communication at a distance" (in analogy with Einstein's labeling of quantum entanglement as "spooky action at a distance").

[kadh]

Сейчас найду ссылку на одну интересную теорему... Аха... вот она

Вот как тебя испортило общение с КМ-щиками... Прям не узнать... Ещё геданкен какой-нить предложи в обоснование...

))))))))

[WildPig]

Цитата: kadh от Сегодня в 12:20:32 [?]

А почему обязательно "в рамках"? Это так важно?

Всему свое время. Любую теорию мы подтверждаем или опровергаем в рамках каких либо представлений. Сейчас я (почитав соответствующие книжки) нахожусь под впечатлением от странного мира КМ. И мне просто интересно разобраться и устранить противоречия, возникшие в моем мозгу на эту тему.

Цитата: Vitaly от Сегодня в 12:20:32

А тут я хотел бы спросить: что именно подтвердилось в этих экспериментах? Что запутанные пары сохраняют синхроничность, если ее не нарушили независимо от расстояния? Но ведь это тривиально... "Подтверждать" подобный трюизм не нужно...

Эээээ.... А Вы поняли суть понятия суперпозиция ? Я сейчас не говорю о том: верна ли КМ и существует ли суперпозиция на самом деле. Вопрос: поняли ли Вы ее так, как ее объясняют КМ-щики (как Вы называете) ? Там не идет речь просто о о синхроничности. Там речь идет именно о ВЗАИМОДЕЙСТВИИ пар частиц на расстоянии. Не о том: что мы не знаем состояние частицы, а том, что его в принципе НЕ СУЩЕСТВУЕТ !!!!

[valeriy]

Предположим у нас есть ловушки для фотонов (ну скажем петли оптоволокна со 100 % прозрачностью). Назовем их A1,B1,A2,B2... и т.д. Также у нас есть источник запутанных фотонов. С его помощью мы заполняем ловушки таким образом, что в ловушку A1 и B1 попадают разные части от пар запутанных фотонов. Так же и в ловушки A2,B2,A3,B3 и т.д.

Уважаемый WildPig, следует гарантировать, что в момент закладки какого-либо запутанного фотона в очередную ловушку не будет разрушена запутанность. Смысл запутанности в том, что все частицы, движущиеся в каких-то направлениях, полностью сохраняют свои признаки, полученные при рождении. Сохранность этих признаков гарантируется общностью волновой функции, описывающей процесс переноса признаков в будущее. Следует здесь заметить, что волновая функция является всего лишь математическим гарантом. Она описывает возможность обнаружить частицу в пункте ее прибытия, но с какой-то вероятностью. Давайте, к примеру, рассмотрим сферическую волну, которая описывает прохождение частиц, рожденных в центре, на периферию

Скажем, по этому правилу две частицы, рожденные в центре (а следовательно запутанные частицы, двигаются в противоположных направлениях, скажем влево и вправо. На левом краю, кто-то, пусть Алиса, регистрирует прилетевшую частицу и опрокидывает ее спин. Чтобы это действо почувствовал бы Боб, сидящий на правом краю, надо, чтобы именно волновая функция моментально изменилась бы в ключе того, что сделала Алиса. Но дело в том, что эта волновая функция (имеется в виду изображенная на рисунке) изображает действительность в той мере, в какой она порождается центральным источником частиц. Любые попытки как-то ее переформатировать, находясь на периферии, безрезультатны постольку, поскольку сама по себе волновая функция не является физическим полем, а поэтому по ее телу информацию нельзя передать, как например, по шнуру.

[kadh]

А Вы поняли суть понятия суперпозиция ?

Понять-то он понял.

Но НЕ СОГЛАСЕН.