Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Уже сегодня ученые мира удивляют нас новыми открытиями и техникой, которую мы не ждали ближайшие десятилетия. Насколько будущее приблизилось к нам?

Модератор: модераторы

Аватара пользователя

Автор темы
Bitman
Сообщений: 1003
Зарегистрирован: 25.03.2014, 09:50
Желаемая форма обращения: Как хотите к себе
Благодарил (а): 39 раз
Поблагодарили: 43 раза

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Bitman » 17.02.2025, 20:12

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

https://en.m.wikipedia.org/wiki/No-comm ... on_theorem

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

https://neolurk.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D ... 0%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:

viewtopic.php?f=8&t=9471

Моя аналогия тоже очень хромает, а правильная аналогия, как я понял, должна принимать во внимание многомерность. Ну ладно. Мой вопрос вот в чём: если в этих аналогиях фигурирует случайность, то как для объяснения можно привлечь разные интерпретации КМ, в которых есть детерминизм или же 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 у меня получилось изложить мысль достаточно понятно.
Не бойтесь будущего, оно не настоящее.

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщений: 12645
Зарегистрирован: 21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения: Всё равно
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1156 раз
Поблагодарили: 1927 раз
Возраст: 56
Контактная информация:

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Н. Светлов » 18.02.2025, 12:37

Bitman писал(а): 17.02.2025, 20:12 Мой вопрос вот в чём:
Думаю, что этот вопрос вводит в обсуждение лишнюю сущность. В копенгагенской интерпретации у Алисы и Боба одна случайность на двоих. В многомировой они оба в одной вселенной, и у них опять-таки одна случайность на двоих — та, которая имеет место в выпавшей им вселенной. То есть от интерпретации тут ничего не зависит.

Я бы привёл такой пример. Вам приснился сон. Он, быть может, вещий, а быть может, нет. Если вещий — Вам следует понести очень большие расходы, которые потом многократно окупятся (например, сохранят Вам жизнь). Если нет — расходы пропадут даром. Спрашивается, Вам передали через этот сон какую-то информацию из будущего или нет?

Ответ — нет, не передали. Вот если б вместе со сном сразу же было получено доказательство того, что он вещий… но это доказательство всегда бывает получено только после того, как сон сбудется.

С запутанными частицами, в сущности, всё так же. Доказательство, что с их помощью что-то передано, будет доступно лишь тогда, когда переданная информация станет доступна по классическому каналу.

Обратимся теперь к примеру с устройствами с одной кнопкой. Можно нажать кнопку 256 раз и полученную последовательность бит использовать в качестве 256-битного ключа шифрования. Боб получает этот ключ одновременно с Алисой. Теперь если Алиса передаст Бобу (в конвертике) сообщение, зашифрованное этим ключом, то Боб его благополучно расшифрует. Таким образом, ключ шифрования передать со сверхсветовой скоростью можно без проблем. Но и только лишь.

На самом деле с этим примером связан нюанс. Используя слабые измерения, Алиса может повлиять на вероятности измерений, которые сделает Боб. В этом случае формально появляется возможность передачи информации. Например, если единиц оказалось намного больше, чем нулей, то у Алисы всё хорошо. Но некоторые опыты показывают, что и такая возможность ограничена. Например, если у Алисы всё плохо и Боб имеет возможность её спасти (каким-то образом), то сообщение о том, что у неё всё плохо, не будет получено: результат измерений Боба покажет, что у неё всё хорошо.

Насколько я знаю, теоретического объяснения этого явления пока нет. Просто экспериментальный факт.
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Приписывается Бертрану Расселу
Все беды от романтики. Кир Булычёв

Аватара пользователя

Автор темы
Bitman
Сообщений: 1003
Зарегистрирован: 25.03.2014, 09:50
Желаемая форма обращения: Как хотите к себе
Благодарил (а): 39 раз
Поблагодарили: 43 раза

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Bitman » 20.02.2025, 10:25

Н. Светлов писал(а): 18.02.2025, 12:37 Но некоторые опыты показывают, что и такая возможность ограничена. Например, если у Алисы всё плохо и Боб имеет возможность её спасти (каким-то образом), то сообщение о том, что у неё всё плохо, не будет получено: результат измерений Боба покажет, что у неё всё хорошо.

Насколько я знаю, теоретического объяснения этого явления пока нет. Просто экспериментальный факт.
Это очень интересно, и вписывается в мою интуицию, а можно какую-нибудь ссылку?
Кстати слышали про "Закон сохранения онтологии" тХоофта?
Не бойтесь будущего, оно не настоящее.

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщений: 12645
Зарегистрирован: 21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения: Всё равно
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1156 раз
Поблагодарили: 1927 раз
Возраст: 56
Контактная информация:

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Н. Светлов » 20.02.2025, 20:03

Bitman писал(а): 20.02.2025, 10:25 Это очень интересно, и вписывается в мою интуицию, а можно какую-нибудь ссылку?
https://arxiv.org/pdf/1810.05124
Bitman писал(а): 20.02.2025, 10:25 Кстати слышали про "Закон сохранения онтологии" тХоофта?
Теперь да :)
Насколько я понимаю, этот закон пока ещё стоит в очереди на открытие. То есть существует подозрение, что он действует, а действует ли и как именно — вопрос пока открыт. Но рассматриваемый пример действительно может быть частным следствием такого закона, если его когда-нибудь в самом деле откроют.
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Приписывается Бертрану Расселу
Все беды от романтики. Кир Булычёв

Аватара пользователя

Автор темы
Bitman
Сообщений: 1003
Зарегистрирован: 25.03.2014, 09:50
Желаемая форма обращения: Как хотите к себе
Благодарил (а): 39 раз
Поблагодарили: 43 раза

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Bitman » 20.02.2025, 20:37

Н. Светлов писал(а): 20.02.2025, 20:03Теперь да
Если вам интересно, вот с лурка:
Супердетерминизм пытается объяснить результаты экспериментов полной детерминированностью всего и вся. Как и в транзактной интерпретации, свобода воли выпиливается полностью, но никаких запросов в будущее посылать не надо, потому что и так все события во вселенной предопределены заранее. Поэтому вундервафля, которая плодит пары квантово сцепленных частиц для очередного физика-экспериментатора, заранее знает, каким именно экспериментам тот будет подвергать эти частицы, и подгоняет их свойства таким образом, чтобы результат эксперимента соответствовал квантовой механике. Учёные очень не любят эту интерпретацию: во-первых, получается, что Вселенная их банальным образом троллит, а во-вторых, полная предопределённость ставит крест на всей науке, поскольку от учёных абсолютно ничего не зависит. Да и вообще ни от кого ничего не зависит, даже от неба, даже от Аллаха! Сплошной фатализм и уныние.
Не бойтесь будущего, оно не настоящее.

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщений: 12645
Зарегистрирован: 21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения: Всё равно
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1156 раз
Поблагодарили: 1927 раз
Возраст: 56
Контактная информация:

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Н. Светлов » 21.02.2025, 19:36

Bitman писал(а): 20.02.2025, 20:37
Супердетерминизм…
Короче, Парменид Элейский был в числе первых супердетерминистов :)
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Приписывается Бертрану Расселу
Все беды от романтики. Кир Булычёв

Аватара пользователя

Автор темы
Bitman
Сообщений: 1003
Зарегистрирован: 25.03.2014, 09:50
Желаемая форма обращения: Как хотите к себе
Благодарил (а): 39 раз
Поблагодарили: 43 раза

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Bitman » 23.02.2025, 13:51

У меня пока мысли вслух, очень надеюсь что кто-то сможет прокомментировать.
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?
Не бойтесь будущего, оно не настоящее.

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщений: 12645
Зарегистрирован: 21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения: Всё равно
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1156 раз
Поблагодарили: 1927 раз
Возраст: 56
Контактная информация:

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Н. Светлов » 23.02.2025, 17:28

Bitman писал(а): 23.02.2025, 13:51Всё так?
Вроде да.
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Приписывается Бертрану Расселу
Все беды от романтики. Кир Булычёв


Олег К
Сообщений: 844
Зарегистрирован: 31.10.2009, 21:05
Желаемая форма обращения: Как хотите к себе
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 230 раз

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Олег К » 01.03.2025, 12:30

Как эта абсолютная одновременность выхода двух частиц из запутанного состояния согласуется с относительностью одновременности СТО?

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщений: 12645
Зарегистрирован: 21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения: Всё равно
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1156 раз
Поблагодарили: 1927 раз
Возраст: 56
Контактная информация:

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Н. Светлов » 01.03.2025, 20:51

Олег К писал(а): 01.03.2025, 12:30 Как эта абсолютная одновременность выхода двух частиц из запутанного состояния согласуется с относительностью одновременности СТО?
Очень просто. Результат измерений в разных системах отсчёта не зависит от того, кто измерил первым.
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Приписывается Бертрану Расселу
Все беды от романтики. Кир Булычёв


Олег К
Сообщений: 844
Зарегистрирован: 31.10.2009, 21:05
Желаемая форма обращения: Как хотите к себе
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 230 раз

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Олег К » 01.03.2025, 22:14

Допустим Алиса измерила на Земле свою частицу в 15:00. Она знает что вторая частица где-нибудь на Марсе тоже "измерилась" в этот же момент, в 15:00, потому как часы на Земле и на Марсе синхронизированы. Ну т.е. когда Алиса делает измерение, часы на Земле и на Марсе показывают одно время. Но есть же СО в которых в момент когда Алиса делает измерение, комплект из двух часов на Земле и на Марсе показывает разное время. На какую из двух пар часов, должна ориентироваться частица на Марсе, чтобы измериться одновременно с первой?

Отправлено спустя 14 часов 46 секунд:
Соседняя дискуссия, о уже живущих, или пока еще не живущих людей 22-го века сподвигла меня погуглить на эту тему. :D
Нагуглил абзац в статье "Копенгагенская интерпретация" на вики:

"Аналогично вызывает проблемы необходимый «мгновенный» коллапс волновой функции во всём пространстве. Теория относительности Эйнштейна говорит, что мгновенность, одновременность, имеет смысл только для наблюдателей, находящихся в одной системе отсчёта — не существует единого для всех времени, поэтому мгновенный коллапс тоже остаётся не определён."

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщений: 12645
Зарегистрирован: 21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения: Всё равно
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1156 раз
Поблагодарили: 1927 раз
Возраст: 56
Контактная информация:

Теорема о невозможности коммуникации и интерпретации КМ

Сообщение Н. Светлов » 02.03.2025, 18:39

Олег К писал(а): 02.03.2025, 12:15 На какую из двух пар часов, должна ориентироваться частица на Марсе, чтобы измериться одновременно с первой?
Ей пофиг. Она готова согласиться с мнением наблюдателя из той системы отсчёта, где часы на Марсе показывали меньше, что в первый раз её измерили там, и с альтернативным мнением наблюдателя из другой системы отсчёта, где меньше показывали часы на Земле. Существенно лишь то, что оба измерения дадут одинаковый результат.

Можно сказать и так: как только измерение состоялось, волновая частица функции коллапсирует не только в её будущем, но и в её прошлом, хотя это, наверное, не совсем точно. Но, по крайней мере, наблюдателям из разных систем отсчёта может показаться, что дело обстоит примерно таким вот образом. В многомировой интерпретации (я к ней обычно не обращаюсь, но на этот раз делаю исключение, поскольку она упомянута в заглавном сообщении) это могло бы обозначать, что измерение перебрасывает наблюдателя из вселенной, где частица не измерена, во вселенную, где она измерена.

Тут, конечно, нужно учесть ещё и вот что. С фотоном — обычным персонажем квантовой механики — связана релятивистская система отсчёта. Если мы усядемся на фотон и полетим вместе с ним, то обнаружим, что во всех других системах отсчёта вообще нет различия между прошлым и будущим. Все моменты времени существуют здесь и сейчас (и да, все когда-либо жившие живы ;)). Может быть, именно в этом всё и дело. Правда, коллапс волновой функции свойственен и электрону, который не бегает так быстро, как фотон; но, быть может, достаточно того, что со скоростью света бегают виртуальные фотоны, связанные с ним благодаря создаваемому им электрическому полю.
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Приписывается Бертрану Расселу
Все беды от романтики. Кир Булычёв

Новая тема Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей