ФлеймФорумНаука

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

#0
18:16, 17 фев 2025

Согласно теореме о невозможности комуникации, квантовую запутанность невозможно использовать для передачи информации:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem

Я пока совсем не понимаю эту статью, но уверен что суть теоремы можно изложить проще, на каких-то не слишком громоздких аналогиях. В популяризаторстве невозможность коммуникации пытаются объяснить через фактор случайности:

https://neolurk.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%… 8%D0%BA%D0%B0

Суть. Представьте, что Алиса и Боб надыбали пару устройств. На каждом устройстве одна кнопка, один счетчик нажатий и одно табло, выдающее значения 0 или 1.
Алиса пять раз нажала кнопку и последовательно получила:
1 0 0 1 1
Боб пять раз нажал кнопку на своем устройстве и последовательно получил:
1 0 0 1 1
То есть значения на устройстве случайные, но второе устройство их точно повторяет.

К сожалению, для передачи инфы быстрее скорости света это устройство не годится. Алиса летит на ракете и хочет сообщить Бобу (ровно через сутки после начала полета), все ли нормально в полете («1» — нормально «0» — проблемы). Через сутки Боб нажимает на кнопку и видит 1 0 0 и т. д. Как из этих цифр узнать, все ли хорошо у Алисы? Да никак. Цифры-то случайные. И то что у Боба устройство показывает 1 0 0 никак не связано с ситуацией у Алисы. Он даже не знает, проводила ли Алиса измерения или нет. Так что сверхсветовая передача инфы невозможна. 

Я сам приводил чуть более развернутую аналогию в этой теме:

https://gamedev.ru/flame/forum/?id=269662

Моя аналогия тоже хромает, а правильная аналогия должна принимать во внимание многомерность. Ну ладно. Вопрос вот в чём: если в этих аналогиях фигурирует случайность, то как для объяснения можно привлечь разные интерпретации КМ, в которых есть детерминизм или его нет? Я пока знаю только копенгагенскую, где случайность есть, и многомировую, где случайность это следствие факта наличия разных наблюдателей в разных вселенных, а так на фкндаментальном уровне никакой случайности нет. Надеюсь я сумел изложить мысль достаточно понятно.

#1
19:01, 17 фев 2025

Эта аналогия использует скрытое состояние

#2
(Правка: 20:47) 20:42, 17 фев 2025

А чё тут непонятно уже 100 раз проверили как это работает, функция схлопывается от проделанного в правильном порядке измерения (это ключь), или схлопывается до чисто рандомного состояния у Майора, если канал прослушивается.

#3
(Правка: 14:14) 14:05, 18 фев 2025

Vit Nhoc
> Он даже не знает, проводила ли Алиса измерения или нет.
  То, что кто-то чего-то не знает не является доказательством ни для чего. Надо ещё доказать что именно это незнание с учётом известной информации что-то означает. Так что твоё доказательство на самом деле ничего не проясняет кроме того, что ты не смог доказать возможность передачи информации. И что-то мне подсказывает, что уравнения в сабже приведены не просто так, а именно для доказательства невозможности.
  Ну и ещё реальное доказательство должно рассматривать не один конкретный случай, а должно показывать что имея в распоряжении любое количество квантовых устройств в любых условиях с их помощью нельзя передать никакую информацию быстрее скорости света, от чего ты всё ещё бесконечно далёк.

#4
16:42, 20 фев 2025

У меня пока мысли вслух, очень надеюсь что прокомментирует сами знаете кто.
Допустим, у Алисы и Боба есть пара запутанных частиц, про которые известно что их спины противоположны, но вероятность каждого 50%. Будем называть возможные результаты 0 и 1.
Если бы частицы были полностью независимы, то были бы возможны 4 варианта измерений: 0 или 1 у Алисы, 0 или 1 у Боба, все 4 опции возможны. Поскольку в нашем случае частицы запутаны, возможны лишь два варианта из четырех: 0 у Алисы и 1 у Боба, и наоборот.
У двух запутанных частиц одна общая волновая функция. По копенгагенской это значит, что кто первый из Алисы и Боба делает свое измерение, тот и "коллапсит" всю волновую функцию для обоих. Если Алиса первая делает измерение и получает 1, она знает, что у Боба будет 0. Но Боб пока ничего не знает. Когда он измерит свою частицу и видит 0, он не знает, была ли его половина пары уже сколлапсирована Алисой или нет, т.е. был ли там уже гарантированный 0 вследствие Алисиного измерения, или это он сам был первый и своим измерением сколлапсировал пару и получил вдруг 0, а у Алисы соответственно стало 1. Теорема говорит, что у Боба нет возможности как-то понять, он это сколлапсировал пару или Алиса, понять кто был первым и что именно произошло, была его частица еще в суперпозиции или уже нет. И Алиса никак на это повлиять не может, а значит и никакой сигнал передать ему не может через эту пару.
Теперь берём многомировую интерпретацию. Предположим, Алиса делает измерение первой. Значит образуются две альтернативные вселенные — в первой она получила 0, во второй она получила 1. Далее измерение делает Боб. В первой вселенной он получает 1, во второй 0. И поскольку измерение Алисы уже "сколлапсировало суперпозицию", второго развоения вселенных не будет, то есть в итоге будут две вселенные а не четыре. В первой вселенной Алиса первой получила 0, а Боб второй получил 1. Во второй вселенной Алиса первая получила 1, а Боб второй получил 0. Всё так?

#5
19:36, 20 фев 2025

Vit Nhoc
> Значит образуются две альтернативные вселенные
Мне нравиться представлять это не как мгновенный сверхсветовой процесс (как в копенгагене), а как плавное расслоение вселенной на две. После измерения Алисы, вселенная раздвоилась только в окрестности Алисы вместе с ней самой, после чего волна расщепления неудержимо пошла во все стороны (но со скоростью не больше световой). Если измерение проведет Боб, то он запустит свою волну расщепления навстречу (причем, в зависимости от базиса, эти волны могут оказаться "в фазе" и просто слиться, а могут оказаться "перпендикулярными" и получится 4 вселенной).

#6
3:06, 21 фев 2025

}:+()___ [Smile]
> а как плавное расслоение вселенной на две.
Чего уж стесняться-то - пусть вселенных будет сразу бесконечное множество, поначалу не различающихся, а потом с "волнами распространения различий", которые в одном подмножестве меняют параметры вдоль своего распространения так, а в другом - этак. И между собой эти вселенные никогда и никак не взаимодействуют, а-ля лейбницовские монады...
Это даже типа физичнее - нету динамически приумножающихся сущностей, и не встаёт вопрос об механизмах и физических свойствах этого приумножения.
Но, правда, при этом становится прямо уж совсем очевидно, что континуум принципиально ненаблюдаемых вселенных нужен исключительно для того, чтобы сомнительная математическая моделька казалась изобретшим её кожаным мешкам поточнее, и они могли возомнить о себе посильнее.

#7
7:23, 21 фев 2025

Sbtrn. Devil
Когда две независимые системы, Вселенные на любом расстоянии-времени переходят в одно и тоже состояние, то исчезают обе, образовав теперь уже одно целое.

#8
12:20, 21 фев 2025

ecta
Так происходит-то обратный процесс - из одного состояния развиваются разные и независимые. Что как бы намекает, что не такое уж оно было и одно.
Впрочем, все "разные и независимые состояния", кроме одного-единственного, всегда ненаблюдаемы, что тоже как бы намекает.

#9
12:25, 21 фев 2025

}:+()___ [Smile]
> запустит свою волну расщепления навстречу (причем, в зависимости от базиса, эти волны могут оказаться "в фазе" и просто слиться, а могут оказаться "перпендикулярными" и получится 4 вселенной).

Штой то воображение, рисует, что с такой картиной мира какое то время существуют "запрещенные вселенные", но потом они влетают в световые конусы спутанных с собой сотоварищей и начинают исчезать гасясь в противофазе. :) Но это похоже просто недопонимание.

#10
23:48, 21 фев 2025

Sbtrn. Devil
> И между собой эти вселенные никогда и никак не взаимодействуют, а-ля лейбницовские монады...
Так это, как раз, и не физично. В физике есть одна мультивселенная, ее разбиение на "вселенные" — это неоднозначный субъективный процесс. Вероятность взаимодействия разошедшихся вселенных стремиться к нулю, однако никогда его не достигает.

=A=L=X=
> Но это похоже просто недопонимание.
Да, выделившиеся макровселенные уже неспособны никуда аннигилировать, из-за унитарности эволюции (или по закону сохранения энергии). Аналогично лучу лазера: можно перенаправлять энергию с помощью интерференции, гася одни места и делая ярче другие, однако полностью убрать свечение невозможно.

Есть гипотеза, что возможно уничтожение маловероятных вселенных высоковероятными. Хоть амплитудные хвосты вселенных экспоненциально быстро спадают с расстоянием, амплитуда вселенных при многократном разделении тоже спадает экспоненциально. Соответственно, у части вселенных амплитуда может стать настолько малой, что их заметет хвостами соседней высокоамплитудной.

#11
3:03, 22 фев 2025

}:+()___ [Smile]
> ее разбиение на "вселенные" — это неоднозначный субъективный процесс.
Вполне однозначный: наблюдатель, как математически целостная картина, существует "вдоль" нарезки вселенной только на такие слои, в каждом из которых результат каждого отдельного эксперимента - жёсткое "один из", а не суперпозиция в непосредственно наблюдаемом виде. Наблюдателя, существующего "под наклоном" и способного к непосредственному наблюдению суперпозиции, за все годы эвереттизма не измыслили даже на уровне гипотетического описания.

> или по закону сохранения энергии
В свете того, что из каждой вселенной постоянно возникает по несколько новых, не поздновато ли спохватываться про законы сохранения?

#12
14:18, 22 фев 2025
+ Нагрузил китайского кита вопросами и соображениями по теме
#13
5:24, 23 фев 2025

Sbtrn. Devil
> наблюдатель, как математически целостная картина, существует "вдоль" нарезки вселенной только на такие слои
"Слои" вселенными не являются. Аналогом классической частицы является волновой пакет, протяженный по всем измерениям, причем поведение волновой функции в окрестности "центра" этого пакета важно — оно определяет скорость частицы. Так и "вселенной" является не отдельная точка в бесконечномерном фазовом пространстве состояний, а (условно) изолированный волновой пакет в окрестности этой точки.

> В свете того, что из каждой вселенной постоянно возникает по несколько новых, не поздновато ли спохватываться про законы сохранения?
Если частица находится в суперпозиции двух состояний с энергией 𝐸, то ее энергия будет тоже 𝐸, а не 2𝐸. Аналогично, если мультивселенная — это суперпозиция "вселенных" с энергией 𝐸, то энергия всей мультивселенной опять 𝐸, причем неважно, сколько конкретно там этих "вселенных".

Вопрос предела делимости амплитуды, кстати, интересный, однако прояснить его, скорее всего, не выйдет: темп деления "вселенных" настолько огромный, что время от первых проявлений до "конца всего" будет измеряться в планковских интервалах.

#14
23:38, 23 фев 2025

}:+()___ [Smile]
> темп деления "вселенных" настолько огромный, что время от первых проявлений до "конца всего" будет измеряться в планковских интервалах.
Если уж упор(ант)ствовать в продвижении физическости эвереттизма, то самый очевидный кандидат на "первые проявления" - космологическое красное смещение. Можно его трактовать в том ключе, что, когда частица "расщепляется" на ветки, в которых её дальнейшее поведение взаимоисключающее, то, по аналогии с расщеплением атома, выделяется нечто, в связи с чем в окрестностях процесса ускоряется ход времени, и к моменту подлёта фотона, который во взаимодействиях не участвовал и во всех этих ветках всё ещё "нерасщеплённый", он оказывается "заторможенным".

ФлеймФорумНаука