2. Квантова заплутаність

  

 

Квантовий компʼютер Google

Пробуємо розібратися з квантовими комп’ютерами поки на прикладі термінології. Квантова фізика загубила розум і поринула у фантазії квантової заплутаності. Король голий, але його поведінка є хвильовою функцією. А хто з досвідчених буде сперечатися з цією хвильовою функцією. Морковкою цих міркувань є принади телепортації. Яку обіцяють тіж самі квантові фізики. Жах на кожному кроці.

Отже, квантова заплутаність — це квантово-механічне явище, при якому квантові стани двох або більше об"єктів є взаємозалежними, це явище, при якому квантова система з двох або двох об"єктів описується у співвідношенні один до одного, що призводить до розсіювання об"єктів у відкритому просторі. Причина цього — кореляція світу з захищеними фізичними авторитетами об"єктів. Квантова заплутаність — це захоплююче поняття, коли дві частинки стають настільки тісно зв"язаними, що їх неможливо розділити. Вони пов"язані на квантовому рівні, і стан однієї частинки впливає на іншу, незалежно від відстані між ними. Те саме можна сказати про зв"язок між двома закоханими людьми.

Квантова заплутаність — одне з найскладніших понять у науці, але її основні принципи прості. І якщо ви це розумієте, заплутаність відкриває шлях до кращого розуміння таких понять, як множинність світів у квантовій теорії.

Захоплююча аура загадки огортає поняття квантової заплутаності, а також (якимось чином) пов"язану з цим вимогу квантової теорії щодо потреби у «багатьох світах». І все ж, по суті, це наукові ідеї з приземленим значенням і специфічними застосуваннями. Я хотів би пояснити поняття заплутаності та багатьох світів так просто і чітко, як знаю їх сам.

Заплутаність вважається явищем, унікальним для квантової механіки — але це не так. Насправді, краще почати (хоч це й незвичайний підхід) розглянути просту, не квантову (класичну) версію заплутаності. Це дозволить нам відокремити тонкощі, пов"язані з самим заплутанням, від інших дивностей квантової теорії.

Заплутаність виникає в ситуаціях, коли ми маємо часткову інформацію про стан двох систем. Наприклад, два об"єкти можуть стати нашими системами — назвемо їх каонами. «K» позначає «класичні» об"єкти. Але якщо ви справді хочете уявити щось конкретне і приємне, уявіть, що це торти.

Наші каони матимуть дві форми — квадратні або круглі, і ці форми позначають їхні можливі стани. Тоді чотири можливі костани двох каонів будуть: (квадрат, квадрат), (квадрат, коло), (коло, квадрат), (коло, коло). Таблиця показує ймовірність того, що система перебуває в одному з чотирьох перелічених станів.

Ми скажемо, що каони є «незалежними», якщо знання стану одного з них не дає нам інформації про стан іншого. І цей стіл має цю властивість. Якщо перший каон (торт) квадратний, ми все одно не знаємо форму другого. З іншого боку, форма другого нічого не говорить про форму першого.

З іншого боку, ми скажемо, що два каони переплетені, якщо інформація про одного з них покращує наші знання про іншого. Друга табличка покаже нам багато заплутаності. У цьому випадку, якщо перший каон круглий, ми дізнаємося, що другий теж круглий. І якщо перший каон квадратний, то другий буде таким самим. Знаючи форму одного, ми однозначно визначаємо форму іншої.

Квантова версія заплутаності насправді виглядає як відсутність незалежності. У квантовій теорії стани описуються математичними об"єктами, які називаються хвильовою функцією. Правила, які поєднують хвильові функції з фізичними можливостями, породжують дуже цікаві складності, які ми розглянемо пізніше, але базова концепція заплутаних знань, яку ми продемонстрували для класичного випадку, залишається незмінною. https://is.gd/zoDZEC