Пожалуй, самое распространенное заблуждение связано с квантовой запутанностью. Запутанность играет ключевую роль как сюжетный прием, например, в знаменитом романе «Проблема трех тел», в котором запутанные квантовые системы используются для мгновенной связи на межзвездных расстояниях. Хотя это замечательный сюжетный ход (к тому же, авторы научной фантастики, безусловно, имеют право вводить свои собственные законы физики в вымышленных вселенных), он не имеет под собой никакой реальной основы.
Квантовая запутанность действительно означает корреляцию между удаленными наблюдениями, но она определенно не позволяет общаться. Ни информация, ни энергетический импульс не передаются из одного места наблюдения в другое, даже если после сравнения двух наблюдений будет обнаружена корреляция между ними.
Еще одно распространенное заблуждение связано с интерпретацией принципа неопределенности как ошибки измерения. Эта интерпретация восходит к Гейзенбергу, который впервые представил принцип неопределенности как следствие того, что акт измерения неизбежно возмущает измеряемую систему. Однако принцип неопределенности гораздо более фундаментален. Дело не в том, что мы не можем измерить существующее свойство: скорее, само свойство не существует как классическое число до тех пор, пока квантовая система не будет ограничена измерением.
С этим тесно связаны трактовки самого акта измерения, причем не только в научной фантастике, но даже в профессиональной литературе. Квантовая система может находиться в комбинации многих возможных состояний до тех пор, пока это не перестает быть таковым: измерение ограничивает свойство определенным значением. В копенгагенской интерпретации квантовой механики акт измерения – это deus ex machina (бог из машины), который, выходя за рамки уравнения Шредингера, управляющего эволюцией системы, каким-то образом изменяет ее волновую функцию «неунитарным» образом.
Такая интерпретация призвана избежать более буквального толкования уравнений, что означало бы, что будущее взаимодействие с измерительной аппаратурой ограничивает определенные (ненаблюдаемые) свойства волновой функции системы в настоящем. Однако лекарство, представленное в этой интерпретации, пожалуй, хуже самой проблемы: оно не только подразумевает внезапное, ретроактивное изменение всей вселенной (замену одной волновой функции другой), но и влечет за собой дискуссии о «сознательных наблюдателях».
Обязательно стоит также упомянуть квантовые компьютеры, которые иногда представляются как превосходящие обычные компьютеры. Это не так. Это далеко не так. Если предположить, что в какой-то момент в будущем масштабируемые квантовые вычисления станут реальностью (чего нет в настоящее время, зато есть скептики, которые считают, что могут существовать фундаментальные препятствия, делающие масштабируемые квантовые вычисления невозможными), их преимущество перед цифровыми компьютерами будут заключаться в том, что они фактически являются аналоговыми компьютерами с коррекцией ошибок.
Почему это преимущество? Потому что существуют определенные классы задач, такие как факторизация простых чисел, которые могут быть решены на аналоговых компьютерах более эффективно. Обычным аналоговым компьютерам не хватает точности, но масштабируемый квантовый компьютер сможет решать такие задачи гораздо быстрее, чем цифровой компьютер. Однако большинство вычислительных задач совсем другого рода, и квантовые компьютеры не имеют здесь никаких преимуществ. Напротив, они, вероятно, даже не приблизятся к производительности цифровых компьютеров в таких областях.
Квантовую физику невозможно понять на интуитивном уровне. Она описывает мир (мир физических систем с малым числом некоррелированных степеней свободы), который работает совсем не так, как наш повседневный, человеческий опыт. Элементарная частица – это не миниатюрное пушечное ядро и не какая-то невидимая волна. Это возбуждение квантового поля, что, конечно же, ничего не значит с точки зрения интуиции.
Чтобы понять смысл квантовой реальности нужна математика. Это, кстати, не недостаток. Скорее, это означает, что мы, люди, достаточно умны, чтобы выйти за пределы ограничений нашей «нейронной сети» с ее встроенными возможностями, такими как пространственная интуиция. С помощью математики мы можем понять смысл систем, далеких от нашего восприятия, для непосредственного моделирования которых нам не хватает мозгового «оборудования».
Тем не менее мы можем иметь с ними дело, понимать их, развивать нашу науку, которая может делать надежные, проверяемые предсказания о них. Единственное, чего мы не можем сделать – это упростить квантовую механику.
Читайте также: Квантовый кот Шредингера побил рекорд выживаемости: 1400 секунд в подвешенном состоянии
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.