Цитата:
| Можно вкратце об интерпретации КМ, которой придерживаетесь Вы? |
Из современных интерпретаций мне ближе экзистенциальная интерпретация КМ. Почитать о ней можно в работах Зурека, например, W.H. Zurek, Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Rev. Mod. Phys. 75, 715 (2003):
http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0105127
Или здесь W.H. Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, PHYSICS TODAY, 44:36-44 (1991):
http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0306072
Приведу цитаты из последней указанной статьи (раздел: The Existential Interpretation) в моем корявом переводе:
«Квантовая теория классической реальности развивалась начиная с 1991 г. Предварительные результаты сейчас всем известны как экзистенциальная интерпретация (Zurek 2001).
Основное отличие между квантовым и классическим состояниями – то, что объективное существование последнего можно считать само собой разумеющимся. Т.е. классическое состояние системы может быть просто “выяснено” наблюдателем, первоначально неосведомленным о любой из его характеристик. В противоположность этому, квантовые состояния безнадежно "податливые" – т.е. наблюдатель не может в принципе выяснить неизвестное квантовое состояние без того, чтобы не “взволновать” его. Единственное исключение из этого правила имеет место, когда наблюдатель знает заранее, что неизвестное состояние – одно из собственных состояний. Тогда и только тогда, может быть проведено невозмущающее измерение (Caves и др. 1980) такое, что другой наблюдатель, кто знал первоначальное состояние, не заметит любых “пертурбаций” при подтверждающем измерении.
Если неизвестное состояние не может быть выяснено – как это имеет место для замкнутых квантовых систем – тогда можно сделать вывод, что такие состояния субъективны, и что квантовые векторы состояния – это просто запись наблюдателем своего знания относительно состояния фрагмента Универсума (Fuchs и Peres 2000). Однако, einselection [environment-induced superselection or einselection – вызванный окружающей средой супервыбор, я иногда буду переводить как “выбор окружением”] способен к преобразованию таких "нереальных" квантовых состояний в “твердые” элементы действительности. В действительности, все из них полагаются на einselection, т.е. происходит появление привилегированного набора состояний. Таким образом, наблюдатели, знающие структуру гамильтонианов (которые “объективны” и могут быть выяснены без "сопутствующего разрушения" в реальном мире) смогут предугадывать наборы привилегированных состояний (если они существуют), и таким образом узнают исходное состояние системы.
Один из способов понять объективность существования, вынуждаемого средой, состоит в том, чтобы признать, что наблюдатели – особенно люди-наблюдатели – никогда не измеряют что-нибудь непосредственно. Вместо этого, большинство наших данных относительно Универсума приобретено, когда информация относительно систем, представляющих интерес, уже перехвачена и распределена во всем окружении. Среда записывает информацию о проявленных состояниях, и, следовательно, только информация относительно проявленных состояний доступна. Этот аргумент может быть более строго обоснован в простых количественных моделях (Zurek 2000, 2001a).
Постоянный вопрос при интерпретации квантовой физики – о "значение волновой функции" – частично объясняется этими последними результатами. Две альтернативы обычно указываются в качестве возможных ответов.
Первая, что вектор состояния – чисто эпистемологический (то есть исключительно запись знания наблюдателем), часто связывается с копенгагенской интерпретацией (Бор 1928). Недостаток этой точки зрения в том, что нет никакого объединенного описания Универсума в целом: классический домен Универсума (классический измерительный прибор) – обязательная предпосылка, так что обе и классическая и квантовая теория необходимы, и граница между ними, в лучшем случае неточна.
Другая точка зрения предполагает расценивать вектор состояния как онтологический объект – как единое описание состояния Универсума, родственное классическим состояниям. Но в этом случае (многомировая интерпретация Эверетта), все состояния, совместимые с универсальным вектором состояния, необходимо рассматривать как одинаково "реальные".
Вывод, который следует из теории декогеренции, находится в некотором смысле где-то между этими двумя крайностями. Квантовые векторы состояния могут быть реальны, но только когда квантовая суперпозиция "выключена" процессом проявления. В то же время само “проявление” вызвано обменом информацией. Следовательно, онтологические особенности векторов состояния – объективное существование проявляющихся состояний – приобретается посредством эпистемологической "передачи информации".
Очевидно, многие предрассудки будут изжиты. Также очевидно, что декогеренция и выбор окружением (einselection) останутся. Они выделяют возможные решения в результате перехода из квантового в классическое состояние, и в некоторой степени, ведут к мысли о еще более радикальном представлении в окончательной интерпретации квантовой теории, в которой информация будет играть центральную роль. Действительно, квантовые вычисления неизбежно ставят вопросы, которые проникают в самую суть различия между квантовым и классическим состоянием. Такое развитие – пример непредсказуемости процесса научного познания: Вопросы, бывшие первоначально чрезвычайно непрактичными – ЭПР парадокс, квантово-классический переход, роль информации и интерпретация квантового вектора состояния – теперь находят применение в практических приложениях, таких как квантовая криптография и квантовые вычисления.»
(конец цитаты)
-------------
Если говорить о моем предпочтении, то я придерживаюсь направления, о котором упомянул Зурек: “декогеренция и einselection … ведут к мысли о еще более радикальном представлении в окончательной интерпретации квантовой теории, в которой информация будет играть центральную роль”. В моем понимании не просто информация будет играть ведущую роль, а сознание, которое оперирует этой информацией. На фундаментальном уровне Универсума – это индивидуальное сознание Бога.
Вопрос достаточно длинный, поэтому, чтобы разобраться во всех деталях, требуется время. Попробую постепенно, частями (дублирую Вашу цитату).
«наблюдатель не может в принципе выяснить неизвестное квантовое состояние без того, чтобы не “взволновать” его. Единственное исключение из этого правила имеет место, когда наблюдатель знает заранее, что неизвестное состояние – одно из собственных состояний».
Является ли частица Боба (после измерения Алисы) таковой частицей? Полагаю, да.
«Тогда и только тогда, может быть проведено невозмущающее измерение (Caves и др. 1980) такое, что другой наблюдатель, кто знал первоначальное состояние, не заметит любых “пертурбаций” при подтверждающем измерении».
Такое измерение действительно «невозмущающее»? Тогда вновь просматривается магическое «дальнодействие» (если я правильно понимаю цитируемый фрагмент). Боб производит над своей частицей два измерения: первое из них – невозмущающее. Кстати, сколько таких невозмущающих измерений может быть произведено? Следует предположить, что любое число, иначе какие же они невозмущающие? Итак, если во всех измерениях Боб получает один и тот же результат («тогда и только тогда»), значит, Алиса уже… подала ему знак, измерив свою частицу. Я изложил свои заблуждения
. Выходит, что-то в этой цитате я понял неправильно, поскольку я не допускаю «дальнодействия» (телепатии либо телепортации в научно-фантастическом смысле).Кстати, при чтении статьи Заречного неожиданно в голову пришла смешная мысль: Заречный и Доронин – это два разных человека?
Петр
Цитата:
| Такое измерение действительно «невозмущающее»? Тогда вновь просматривается магическое «дальнодействие» |
Речь идет о самом простом случае локального сепарабельного состояния, когда “…неизвестное состояние – одно из собственных состояний”, т.е. когда мы имеем состояние типа |ψ>=|00>. Как бы не измеряли, всегда спины будет “вверх”, и первый (у Алисы), и второй (у Боба). Это локальное состояние и декогеренции не происходит, состояние при измерении не меняется.
(Добавление)
Цитата:
| Кстати, при чтении статьи Заречного неожиданно в голову пришла смешная мысль: Заречный и Доронин – это два разных человека? |
Еще смешнее была бы мысль, что это два одинаковых человека
Д>Речь идет о самом простом случае локального сепарабельного состояния, когда “…неизвестное состояние – одно из собственных состояний”, т.е. когда мы имеем состояние типа |ψ>=|00>. Как бы не измеряли, всегда спины будет “вверх”, и первый (у Алисы), и второй (у Боба). Это локальное состояние и декогеренции не происходит, состояние при измерении не меняется.
Вот на это обстоятельство я и указываю. Когда наступает это «одно из собственных»? Во вполне определенный момент: в момент измерения Алисой над ее собственной частицей. Это является мгновенной передачей информации (сигнала). Не говорю о пользе телепортации, но передача сигнала мгновенно на неограниченное расстояние – это «чудо в самом мракобесном понимании». Действительно, схема такой связи проста. Источник запутанных фотонов раздает их направо (Алисе) и налево (Бобу). Алиса «колдует» над своими частицами, Боб при этом измеряет свои двойными замерами. Очевидно, что если на стороне Алисы частицы не измерены, то ни одна из частиц на стороне Боба не будет в «одном из собственных состояний» и замеры Боба будут давать случайные показания. Но стоит Алисе начать замеры, как у Боба начнется поток частиц, у которых двойные (тройные и так далее) замеры будут давать одинаковые (парные, тройные и так далее) результаты. Если верить в квантовую магию корреляции - телепортации, придется это признать. Впрочем, на мой взгляд, это легко проверить, эксперимент элементарный. Расстояние между Алисой и Бобом значения не имеет, поскольку проверить в первую очередь необходимо сам факт передачи сигнала.
Я не допускаю такой «корреляционной телепатии». Предполагаю, что упомянутое Вами «невозмущающее» измерение неосуществимо. Либо пожертвовать придется корреляцией (нелокальностью).
«einselection способен к преобразованию таких "нереальных" квантовых состояний в “твердые” элементы действительности. В действительности, все из них полагаются на einselection, т.е. происходит появление привилегированного набора состояний».
Это не очень-то согласуется с квантовой неопределенностью, как я ее понимаю. Хотя сам факт такой «привилегии» явно виден в запутанном состоянии. Математически «привилегии», на мой взгляд, можно отразить на примере кубита в виде:
|ф>= a|0> +b|1>,
где а и b – величины, регулируемые окружением (своеобразные «рычаги» einselection – «выбора окружения»). Вероятность (привилегированность) появления того или иного состояния определяется этими коэффициентами. В таком случае мне становится более понятным различие декогеренции и коллапса. Мне видится, что декогеренция является в некотором смысле «подготовкой» ВС к коллапсу в процессе измерения. Механизм же декогеренции, его движущая сила – «выбор окружения», einselection. Такое вот представление сформировалось у меня от прочитанного.
«информация относительно систем, представляющих интерес, уже перехвачена и распределена во всем окружении. Среда записывает информацию о проявленных состояниях, и, следовательно, только информация относительно проявленных состояний доступна».
Нашел статью Заречного, где об этом сказано более подробно. С моим представлением это не очень согласуется и совершенно не вяжется с представлениями о квантовой неопределенности. Особенно если учесть нелокальный характер такого «перехвата и распределения».
Д>Если говорить о моем предпочтении, то я придерживаюсь направления, о котором упомянул Зурек: “декогеренция и einselection … ведут к мысли о еще более радикальном представлении в окончательной интерпретации квантовой теории, в которой информация будет играть центральную роль”.
Д>В моем понимании не просто информация будет играть ведущую роль, а сознание, которое оперирует этой информацией.
Надеюсь, эти мысли не заведут физику в тупик. И слабо верится в «окончательность».
ppv>при чтении статьи Заречного неожиданно в голову пришла смешная мысль:
Заречный и Доронин – это два разных человека?
Д>Еще смешнее была бы мысль, что это два одинаковых человека
Это она и была (а не один ли и тот же это человек?)
Слишком уж похожими мне показались стиль и рассуждения в ваших статьях.
Петр
Цитата:
| Вот на это обстоятельство я и указываю. Когда наступает это «одно из собственных»? Во вполне определенный момент: в момент измерения Алисой над ее собственной частицей. |
Опять какая-то путаница. Ведь это уже не будет «невозмущающее» измерение, о котором шла речь. Будет происходить декогеренция, и исходное суперпозиционное состояние будет разрушаться, перейдет в классическое сепарабельное состояние. Для «невозмущающих» измерений "одно из собственных" не наступает, оно уже есть и больше не меняется.
Цитата:
| Если верить в квантовую магию корреляции - телепортации, придется это признать. Впрочем, на мой взгляд, это легко проверить, эксперимент элементарный. |
Если Вы заметили, то практически вся книга «Физика квантовой информации», которую мы обсуждаем, посвящена именно этим экспериментам
. В 4 главе (4.1.2 От битов к кубитам) Д.Дойч (с А.Экертом) описывает еще один простенький эксперимент по одночастичной интерференции. Делает он это в духе его любимого “мультиверсума”, но все равно любопытно:
Это свойство квантовой интерференции – которое можно описать как существование невидимых двойников, оказывающих влияние на движение наблюдаемых частиц – относится не только к фотонам, но и ко всем частицам и физическим системам. Таким образом, квантовая теория описывает намного более богатую реальность, чем та вселенная, которую мы наблюдаем вокруг нас. Оказывается, что эта реальность имеет приближенно структуру сосуществующих и влияющих друг на друга только через явление интерференции различных вариантов этой вселенной – но все, что нам понадобиться от философии существования параллельных «вселенных» в этой статье – это факт, что то, что мы видим как отдельную частицу на самом деле является одним из аспектов невероятно сложной сущности, остальную часть которой мы не можем непосредственно наблюдать. Квантовые вычисления – это способ заставить невидимые аспекты частицы – ее двойники в других вселенных – работать на нас.
Я когда-то делился своими впечатлениями от книги Д.Дойча «Структура реальности» в небольшом эссе:
http://physmag.h1.ru/theory.files/mul.html
Цитата:
| Предполагаю, что упомянутое Вами «невозмущающее» измерение неосуществимо. Либо пожертвовать придется корреляцией (нелокальностью). |
Естественно, любое измерение нелокального запутанного состояния разрушает суперпозицию, происходит декогеренция. Невозмущающее измерение возможно только для локальных состояний. Это могут быть и повторные измерения, проводимые уже после того, как первое измерение разрушило исходную суперпозицию состояний.
Цитата:
| …Мне видится, что декогеренция является в некотором смысле «подготовкой» ВС к коллапсу в процессе измерения. Механизм же декогеренции, его движущая сила – «выбор окружения», einselection. Такое вот представление сформировалось у меня от прочитанного. |
Да, близко к этому. Только замечу, что декогеренция – физический процесс, который изучается в физических экспериментах, например, L. Hackermueller, K. Hornberger, B. Brezger, A. Zeilinger, M. Arndt, Decoherence of matter waves by thermal emission of radiation, Nature 427, 711-714 (2004). http://arxiv.org/abs/quant-ph/0402146
А редукция (коллапс) – это результат декогеренции.
Д>это уже не будет «невозмущающее» измерение, о котором шла речь.
Вы ошибаетесь. После того, как Алиса произведет измерение над своей частицей, частица Боба перейдет в «одно из собственных» состояний. Невозмущающее измерение теперь возможно. Вы согласны?
Если да, то остальные Ваши соображения я не комментирую. Я с ними внимательно ознакомился и не нашел в них разногласий между нами. Если Вы пожелаете, то я вернусь к этому вопросу.
Я обнаружил собственный промах. Начал строить сложные логические конструкции, не заметив того, что лежало на виду
:«наблюдатель не может в принципе выяснить неизвестное квантовое состояние без того, чтобы не “взволновать” его. Единственное исключение из этого правила имеет место, когда наблюдатель знает заранее, что неизвестное состояние – одно из собственных состояний. Тогда и только тогда, может быть проведено невозмущающее измерение такое, что другой наблюдатель, кто знал первоначальное состояние, не заметит любых “пертурбаций” при подтверждающем измерении».
Не может наблюдатель Боб узнать, состояние его частицы – одно из собственных или нет. Никакими измерениями ему этого не выяснить. Вы согласны с этим утверждением? То есть, когда Боб получает свою частицу, он может делать с ней все, что угодно. Но он не сможет выяснить, была ли декогеренция, разрушение суперпозиции, нелокальности и корреляции, стала ли частица локальной, перешла ли в одно из собственных состояний или всего этого не было.
Петр
А ты можешь провести логику теории декогеренции для проблемы измерений?
Вот есть электрон, прибор, экспериментатор. Экспериментатор поднес к электрону прибор на расстояние Х. Образовалось несепарабельное состояние, которое можно описать некой ВФ. Правильно ли понимаю, что декогеренцию системы, то есть коллапс ВФ электрона, согласно теории декогеренции, производит окружение системы частица-прибор-экспериментатор.
Никита
Цитата:
| После того, как Алиса произведет измерение над своей частицей, частица Боба перейдет в «одно из собственных» состояний. Невозмущающее измерение теперь возможно. Вы согласны? |
Так об этом я и говорил в предыдущем сообщении:
> Это могут быть и повторные измерения, проводимые уже после того, как первое измерение разрушило исходную суперпозицию состояний.
Но сам момент измерения Алисой ее частиц, выполненный перед этим – это “возмущающее” измерение, разрушающее суперпозицию.
Цитата:
| Не может наблюдатель Боб узнать, состояние его частицы – одно из собственных или нет. Никакими измерениями ему этого не выяснить. Вы согласны с этим утверждением? То есть, когда Боб получает свою частицу, он может делать с ней все, что угодно. Но он не сможет выяснить, была ли декогеренция, разрушение суперпозиции, нелокальности и корреляции, стала ли частица локальной, перешла ли в одно из собственных состояний или всего этого не было. |
Все правильно, с одним небольшим дополнением – если Боб ограничится только своей частицей, и не будет затрагивать окружение, если не сможет проанализировать все степени свободы, включая частицы Алисы.
Вы сами подошли к одному из выводов теории декогеренции, который недавно здесь уже озвучивался
http://physmag.h1.ru/forum/topic.php?forum=1&topic=11&start=26#1133803766 Я процитирую:
Цитата:
| …различают два типа смешанных состояний, имеющих одинаковые матрицы плотности: 1) собственные смешанные состояния замкнутой системы, которые возникают, если неизвестно точно, в каком из чистых состояний эта система находится, и 2) несобственные смешанные состояния, возникающие, как в нашем случае, при редуцировании, т.е. при переходе от замкнутой системы к ее подсистеме. Если такое различие проводится, то часто утверждается, что несобственные смеси некорректно интерпретировать в терминах "неполного знания", как для собственных смесей. Однако это различие имеет смысл лишь в том случае, если имеется возможность экспериментально контролировать не только саму систему, но и ее окружение (или, в случае замкнутой системы, имеется возможность опытным путем удостовериться, что она замкнута). Никакими опытами, проведенными в рамках некоторой системы, находящейся в смешанном состоянии, невозможно выяснить, является ли эта система замкнутой (и тогда смесь описывает неполное знание) или открытой (и тогда она является следствием запутывания системы с окружением). Невозможность опытного различения этих двух случаев непосредственно следует из того факта, что предсказания всех опытов, возможных в данной системе, выражаются через матрицу плотности этой же системы. |
Или чуть дальше Inversor to ppv:
Цитата:
| Уважаемый Петр Васильевич! Как пишет ведущий российский исследователь КМ-парадоксов Д-Р М.Б.Менский с практической точки зрения декогеренция полностью объясняет, как происходит процесс измерения и как после измерения возникает смешанное состояние, эквивалентное вероятностному распределению по различным чистым состояниям, соответствующим альтернативным результатам измерения. Объяснение он дает в рамках квантовой механики замкнутой системы, однако на последнем этапе рассмотрение ограничивается некоторой подсистемой, а по степеням свободы, остающимся вне этой подсистемы, производ усреднение. Именно это усреднение и ведет к появлению смешанного состояния. Если не ограничиваться подсистемой, а рассматривать замкнутую систему, то вместо смешанного состояния будет фигурировать суперпозиция, что, как известно, ведет к парадоксу шрёдингеровского кота. |
Еще цитата из моей статьи “Магия запутанных состояний”:
Цитата:
| Вследствие запутывания с окружением сама исходная система из запутанного начального состояния переходит в незапутанное смешанное состояние (смесь). Суперпозиция состояния системы исчезает, по крайней мере, ее невозможно наблюдать, если ограничиться лишь самой системой, не затрагивая ее окружения. Следствием декогеренции является то, что предсказания квантовой теории для макроскопических состояний невозможно отличить от предсказаний классической теории, если только не контролировать все степени свободы. |
(Добавление)
Никита, все дело в том, в каком состоянии находится электрон до взаимодействия. Если он до измерения находился в одном из собственных состояний, напр. |0> (спин “вверх”), то о декогеренции можно не говорить. У электрона обычный локальный спин. Мы измерим это состояние и получим однозначный результат.
Да, общий вектор состояния станет большей размерности, две системы объединятся, но здесь ничего интересного и необычного нет.
Вся суть в том, что происходит, если наш электрон до измерения находился в суперпозиционном состоянии, напр. ψ=1/√2 ( |0> + |1> ). В этом случае у электрона нет однозначного спина, можно сказать, что он нелокален по спиновым степеням свободы. Вот в этом случае и можно говорить о декогеренции при взаимодействии электрона с окружением (при измерении). То, чего не существовало до измерения в качестве локального элемента физической реальности, в процессе декогеренции “проявляется”, локализуется. Электрон приобретает конкретный и однозначный спин, который дальше уже является его “собственностью”, локальной характеристикой, и все повторные измерения могут это подтвердить, давая одно и тоже значение спина.
Теория декогеренции объясняет, как нелокальное (нематериальное) состояние переходит в локальное (классическое).