Квантовая запутаность. Помогите понять.

[Alex R]

Вкратце объясню как я понимаю условия опыта.

С помощью лазера выбиваются 2  "запутанных" фотона из атома (кальция). Один летит в одну сторону другой в другую. Из теории следует что они оба находятся в суперпозиции (Неопределенности). Установив поляризационные пластины на их пути мы будем наблюдать что они либо оба проходят или оба не проходят. Так же если измерить спин одного из них раньше другого они так же всегда будут совпадать.

Вот что мне не понятно. Принцип неопределенности утверждает что мы не можем измерить, не нарушив суперпозиции.
В моем понимании 2 фотона, уже были созданы идентичные и с фиксированными свойствами.
Суперпозиция приписывается как характеристика только потому, что мы не умеем измерять не разрушив фотона. В итоге суперпозиция это всего лишь наше незнание истинного состояния.
Если предположить виртуально что мы знаем истинное состояние, разве поведение изменится от этого?

Буду благодарен за любую помощь в понимании.

[Константин ВАРБ]

Это наверное разумнее в "Горизонты."

Лично я в физике совсем не бум-бум , но "выбиваются" вероятнее "электроны" и не из атома, а из иона. 

[Константин ВАРБ]

Квантовую "спутанность" надо понимать как фундаментальное свойство - это не пара (или более) идентичных обьектов, а
фактически ОДИН квантовый обьект, представленный одновременно в разных областях 3D пространства.

Обычная орбиталь что ли???

[Alex R]

На видео наткнулся которое позволяет по крайне мере перестать сомневаться в запутанности.
Уверовал! Это невероятно конечно.

[dims]

Из теории следует что они оба находятся в суперпозиции (Неопределенности).

Два фотона находятся И В состоянии суперпозиции, И В состоянии запутанности.

Это неидентичные понятия.

Принцип неопределенности утверждает что мы не можем измерить, не нарушив суперпозиции.

Во время измерения, система, находящаяся в суперпозиции нескольких состояний, испытывает спонтанный коллапс в одно из составляющих суперпозиции.

В данном случае, фотон находился в соятоянии суперпозиции между "вертикально" и "горизонтально", поэтому, во время измерения, он перейдёт в одно из этих двух состояний, случайно, по выбору природы. После измерения суперпозиция исчезает, а запутанность -- нет.

Если предположить виртуально что мы знаем истинное состояние, разве поведение изменится от этого?

В данном опыте -- не изменится.

Однако, можно построить более сложные опыты, в которых будет видна разница. Эти опыты называются опытами по проверке наличия "скрытых параметров". "Истинное состояние", которого мы не знаем -- это пример скрытых параметров. В этом примере параметром является всё состояние, а то, что оно "скрыто" -- это значит, что мы его "не знаем".

[dims]

На видео наткнулся которое позволяет по крайне мере перестать сомневаться в запутанности.

А вот это видео, как раз, объясняет более сложный опыт по замеру вероятностей, из которых видно, что фотоны до самого последнего момента не знают, в какое из состояний они хлопнутся. То есть, у них нет скрытых параметров, в которых закодировано их будущее решение.

[Скеп-тик]

Вообще, то что называют квантовой запутанностью фотонов - чистый фейк. В природе нет процесса, когда одно событие производит два фотона (кроме аннигиляции; но это неуловимая "гамма"). Каждый фотон рождается независимо, при переходе электрона в атоме (молекуле) с высокого энергетического уровня на более низкий, и эти процессы разнесены во времени даже при "делении частоты" лазера в активной среде.
Ученые моделируют квантовую запутанность, пропуская миллиарды фотонов через поляризационный фильтр, и потом, сделав вид, что не знают положение поляризационного фильтра, измеряют параметры одного пучка, чтобы сказать о состоянии другого пучка в сотне километрах от них.
Хоть и без умных рассуждений ясно, что фотон, не испытавший поглощения (с переизлучением) и отражения, сохраняет своё состояние до скончания своего века. Иначе любоваться Вселенной любителям астрономии не получилось бы.

[dims]

Квантовая запутанность -- это не фейк и не средство преодоления скорости света.

Но будущее у неё действительно огромное.

Дело в том, что квантовая запутанность используется в квантовых компьютерах. Квантовый бит (кубит) -- это устройство, которое (А) может содержать 0, 1, или их суперпозицию и (Б) может быть запутано с другуми кубитами.

Совокупность запутанных кубитов называется квантовым регистром.

Квантовый регистр отличается тем свойством, что он, как и кубит, может содержать не одно двоичное число, а целую их суперпозицию.

Выполняя операции над суперпозициями значений, квантовый компьютер физически способен делать параллельные вычисления.

Подчёркиваю, эта способность дана компьютеру физически, то есть, параллельные вычисления производит сама природа.

И это всё УЖЕ реальность, хотя важные характеристики, такие как количество одновременно запутанных кубитов и время их поддержания в квантовом состоянии, пока ещё недостаточны для практического применения.

[Инопланетянин]

Да хотя бы потому, что меняя состояние одного из "компонент квантовой семьй" - МЫ МЕНЯЕМ СОСТОЯНИЕ ОСТАЛЬНЫХ !

Меня терзает смутными сомнениями, что это невозможно. Спутанность и суперпозиция нарушатся при любых попытках изменения.
Тут это где-то разбиралось подробно.

Выполняя операции над суперпозициями значений, квантовый компьютер физически способен делать параллельные вычисления.

И в этом тоже есть сомнения. Потому что операции над суперпозициями - это и есть их изменение и, как следствие, нарушение. Извлечь число из суперпозиции будет не проще, чем извлечь его из сверхсветового передатчика на этих самых суперпозициях и запутанностях.

[AlexAV]

Потому что операции над суперпозициями - это и есть их изменение

Не совсем. Изменения по средствам воздействия, описываемого унитарным оператором, не разрушают (а разрушается она при селективных измерениях, а оператор селективного измерения это по сути проектор на вектора на подпространство и естественно не является унитарным).

[whitesail]

Скептикам, к вопросу о спутанных состояниях Недавний эксперимент по регистрации изображения, формируемого фотонами, которые через объект не проходили!

http://opli.net/opli_magazine/eo/2015/quantum-leap-in-imaging-technology-creates-photos-in-extremely-low-light-jan-news/

[Макс1]

Ортодоксальная точка зрения на этот вопрос заключается в следующем. Через поляризатор или прочий делитель пропускаются пары фотонов или частиц с массой покоя. Ожидается, причем без каких-либо обоснований, что зависимость прохождения частицы по одному из путей имеет характер ломаной линии в зависимости от угла между поляризаторами. Полученную синусоиду объясняют мгновенным или сверхсветовым влиянием между частицами после прохождения через поляризатор. Но гораздо проще и на мой взгляд более обоснованно это объяснят такие авторы, как Путенихин и Шульман. Если принять, что единичный фотон и единичная частица с массой покоя при прохождении через поляризатор изначально подчиняются синусоидальному закону Малюса, то никакого дальнейшего мгновенного или сверхсветового влияния между ними нет, а неравенства Белла всегда выполняются. В этом смысле "запутанность" это только изначальная корреляция или антикорреляция характеристик в момент излучения.

Из теории следует что они оба находятся в суперпозиции (Неопределенности).

На мой взгляд, необходимо говорить о принципиально других свойствах волны при ее распространении, причем определенных, которые с определенной вероятностью могут реализоваться в нескольких свойствах "частицы" при точечном взаимодействии волн.

Так же если измерить спин одного из них раньше другого они так же всегда будут совпадать.

Правильно. Спин фотона определяется направлением круговой поляризации электромагнитной волны. Если она совпадает или противоположна в момент излучения, то же самое будет при поглощении. На мой взгляд, материалистический подход - говорить не об измерении, а об объективном процессе поглощения фотона. Если исходить из мифических фотонов-шариков, то ожидания могут оказаться неадекватные. Правда, сам Малюс, исходя из корпускулярных представлений, получил адекватные результаты, в отличие от Аспека и прочих создателей мифа о нарушении неравенств Белла и квантовой телепортации.

Принцип неопределенности утверждает что мы не можем измерить, не нарушив суперпозиции.

При поглощении "волны" ее свойства с определенной вероятностью реализуются в одном из свойств 'частицы".

В моем понимании 2 фотона, уже были созданы идентичные и с фиксированными свойствами.

Да. Или наоборот разные.

В итоге суперпозиция это всего лишь наше незнание истинного состояния.

Это объективное свойство волны, не зависящее от наших знаний о ней.

Если предположить виртуально что мы знаем истинное состояние, разве поведение изменится от этого?

Конечно, не изменится. Но в квантовой физике существует засилье субъективного идеализма.

обьект реально находится в ПРОСТРАНСТВЕ С УВЕЛИЧЕННЫМ ЧИСЛОМ РАЗМЕРНОСТЕЙ     ( "3D -над водой,"  +   "? ? ? D -под водой" ),
В КОТОРОМ ОН - ОБЬЕКТ -  "НАБЛЮДАЕТСЯ" КАК ЕДИНЫЙ.

В микромире существует точно такое же трехмерное пространство. В каждой точке в данный момент объективно существует напряженность поля волны (например, электромагнитной), которая определяет вероятность взаимодействия с "частицей". Введение дополнительных размерностей - только вспомогательный математический прием, как введение комплексных чисел для "классической" задачи расчета токов.

Вообще, то что называют квантовой запутанностью фотонов - чистый фейк.

Да.

Теперь представим, что эти компоненты разнесены на световые года... - мгновенное действие через врамя и пространство ... ? ! ! !

Этого нет.

[whitesail]

Господа, именно что есть. Мгновенное изменение состояния. Посмотрите работы казанцев на эту тему. В частности на этом принципе уже работает квантовая криптография...

[Макс1]

В частности на этом принципе уже работает квантовая криптография...

В реальности "квантовая" криптография может работать на том, что есть изначальные корреляции или антикорреляции между квантами в момент излучения. Точно так же можно, используя "классические" макрообъекты, посылать в другую сторону шар заведомо того же или другого цвета и со сверхсветовой скоростью при получении шара узнавать, какого цвета шар послан в другую сторону.

[pppppppo_98]

Вкратце объясню как я понимаю условия опыта.

С помощью лазера выбиваются 2  "запутанных" фотона из атома (кальция). Один летит в одну сторону другой в другую. Из теории следует что они оба находятся в суперпозиции (Неопределенности). Установив поляризационные пластины на их пути мы будем наблюдать что они либо оба проходят или оба не проходят. Так же если измерить спин одного из них раньше другого они так же всегда будут совпадать.

Вот что мне не понятно. Принцип неопределенности утверждает что мы не можем измерить, не нарушив суперпозиции.
В моем понимании 2 фотона, уже были созданы идентичные и с фиксированными свойствами.
Суперпозиция приписывается как характеристика только потому, что мы не умеем измерять не разрушив фотона. В итоге суперпозиция это всего лишь наше незнание истинного состояния.

Неверно - суперпозиция это свойство исходящее из того , что объект , описывающий состояние частицы - волновую функцию живет в гилббетовом пространстве (с бесчисленным множеством базисов)...Один из этих базисов, в котором мы одновременно измеряем состояние двух фотоонов , но в нем ,состояние не чистое (чистое состяние в км соответсвует базисному вектору)

Если предположить виртуально что мы знаем истинное состояние, разве поведение изменится от этого?

Буду благодарен за любую помощь в понимании.

[pppppppo_98]

Квантовую "спутанность" надо понимать как фундаментальное свойство - это не пара (или более) идентичных обьектов, а
фактически ОДИН квантовый обьект, представленный "своими ветвями" одновременно в разных областях 3D пространства.

Абсолютно верно...Объект единное эдектромагнитное поле, которое мы ввиду неких соображений практики дели на ряд частииц(каковых собственно гникто и никогда не видел)

Можно представить некую (далёкую) аналогию - 2 айсберга, которые под водой переходят в один.

В ситуации с квантово-спутанными обьектами невозможно обойтись без "подводной" области  - т.е.
обьект реально находится в ПРОСТРАНСТВЕ С УВЕЛИЧЕННЫМ ЧИСЛОМ РАЗМЕРНОСТЕЙ     ( "3D -над водой,"  +   "? ? ? D -под водой" ),
В КОТОРОМ ОН - ОБЬЕКТ -  "НАБЛЮДАЕТСЯ" КАК ЕДИНЫЙ.

Ну это как конечно если полность. скрыть остнальное поле - тоеесть как бы считать что эти два выделенных фотона обрахуют систему невзаиможействующую с состальным миром, до момента измерения

[pppppppo_98]

Квантовую "спутанность" надо понимать как фундаментальное свойство - это не пара (или более) идентичных обьектов, а
фактически ОДИН квантовый обьект, представленный одновременно в разных областях 3D пространства.

Обычная орбиталь что ли???

скорее молекулярная..........меня вооьще всегда рудуют такие оценки как обычное в отношении любых объектов КМ, как вроде это обыкновенный холодильник, с которым каждый сталкивается на кухне

[pppppppo_98]

Вообще, то что называют квантовой запутанностью фотонов - чистый фейк. В природе нет процесса, когда одно событие производит два фотона (кроме аннигиляции; но это неуловимая "гамма"). Каждый фотон рождается независимо, при переходе электрона в атоме (молекуле) с высокого энергетического уровня на более низкий, и эти процессы разнесены во времени даже при "делении частоты" лазера в активной среде.
Ученые моделируют квантовую запутанность, пропуская миллиарды фотонов через поляризационный фильтр, и потом, сделав вид, что не знают положение поляризационного фильтра, измеряют параметры одного пучка, чтобы сказать о состоянии другого пучка в сотне километрах от них.
Хоть и без умных рассуждений ясно, что фотон, не испытавший поглощения (с переизлучением) и отражения, сохраняет своё состояние до скончания своего века. Иначе любоваться Вселенной любителям астрономии не получилось бы.

О распаде пионов слышать не приходилось, а о многофотонных процессах в полу проводниках?

Только вот не надо мне рассказывать рассказывать , что у диаграммы феймана (есди знаете о чем я) всего три линии

[pppppppo_98]

Фейк ?
Для того, кто никогда не будет это использовать - можно так считать.

Но, господа, квантовая спутанность  - это реальность с гигантским будущим.

Почему ?
 
Да хотя бы потому, что меняя состояние одного из "компонент квантовой семьй" - МЫ МЕНЯЕМ СОСТОЯНИЕ ОСТАЛЬНЫХ !
Теперь представим, что эти компоненты разнесены на световые года... - мгновенное действие через врамя и пространство ... ? ! ! !
Думаем, очень глубоко и хорошо думаем...

По дцатому разу уже обсуждается...Зайдите на ветку в Горизонтах, с моим и семенова участем...Резюме нет никакой передачи информации - ибо ифнормацмия подарузумеваетт новацию...Все что вы может ухнать что вам известно заранее что состояниедвух лбъектов будут сторого противоположны при любом изхменении...

[pppppppo_98]

Да хотя бы потому, что меняя состояние одного из "компонент квантовой семьй" - МЫ МЕНЯЕМ СОСТОЯНИЕ ОСТАЛЬНЫХ !

Меня терзает смутными сомнениями, что это невозможно. Спутанность и суперпозиция нарушатся при любых попытках изменения.
Тут это где-то разбиралось подробно.

Выполняя операции над суперпозициями значений, квантовый компьютер физически способен делать параллельные вычисления.

И в этом тоже есть сомнения. Потому что операции над суперпозициями - это и есть их изменение и, как следствие, нарушение. Извлечь число из суперпозиции будет не проще, чем извлечь его из сверхсветового передатчика на этих самых суперпозициях и запутанностях.

А вы не сомневайтесь - вы для начала почитайте, широко описанное в инете описание алгоритма Шора (факторизации чисел)...А потом глядишь рука и к учебнику по квантовой информации потянется...Один нюанс - мат аппапаратом на уровне  университета наюо владеть.