Понимает ли кто-нибудь квантовую механику?

[madschumacher]

Естественно, поскольку это следствие закона сохранения чего-то при создании запутанного состояния.
В случае сохранения суммарного спина системы из двух запутанных электронов, получаем разнонаправленные спины у каждого.

Да, суть-то в этом. Но я пытался быть аккуратнее, поскольку, скажем, например, допустим изначально генерировали пары электронов с полным спином S=1. Тогда при измерении из по отдельности мы будем получать измеренные пары спинов

• s₁=+1/2, s₂=+1/2
• и s₁=-1/2, s₂=-1/2.

Понятно, что разницы, по-сути, никакой, технически это более гемморойно, но принципиальная возможность ответов "Айвазовский" на 2х концах есть.

. Если же на Земле в 2029 была катастрофа, экспериментатор на корабле получит случайную серию цифр. Но с вероятностью 1/32 она окажется 11101, т.е. будет вероятность ошибки.

Меня не спрашивали, но я отвечу.
Вероятность ошибки не будет

100%

Давайте рассмотрим простую систему: есть событие A, которое должно случиться на одном из концов провода (например взрыв бомбы). Оно произошло через некоторое время с вероятностью p(A), причём не важно, знаем мы её, или не знаем.
Но у нас есть другое событие: мы можем померить состояния одной или нескольких частиц, запутанных с теми, что получает человек возле бомбы. Мы можем поделить алфавит в разных пропорциях, например, если мы измеряем 2 электрона, то всего возможно 2² исходов:

1. ↑ + ↑
2. ↑ + ↓
3. ↓ + ↑
4. ↓ + ↓

Мы можем разделить этот алфавит в разных пропорциях, когда мы будем интерпретировать выпавший результат как то, что произошло событие A, и это событие B с вероятностью p(B):

• 0 состояний "говорит" о том, что A произошло (p(B) = 0),
• 1 состояние "говорит" о том, что A произошло (p(B) = 1/4),
• 2 состояния "говорят" о том, что A произошло (p(B) = 1/2),
• 3 состояния "говорят" о том, что A произошло (p(B) = 3/4),
• 4 состояния "говорят" о том, что A произошло (p(B) = 1).

Это абсолютно наш произвол о том, как мы будем интерпретировать получаемые данные.
Но! (и это именно то, что показывает No-communication theorem) события A и B -- независимые события! Запутанные частицы не передают ничего: это просто два человека в один и тот же момент времени подключаются к одному и тому же генератору случайных чисел и видят одни и те же (ну или противоположные) его результаты!
В терминах условной вероятности это означает, что мы, увидев сообщение о том, что "событие A произошло" (т.е. произошло событие B) на самом деле узнали о произошедшем событии составляет:
p(A|B)=p(A)
(по определению независимых событий, поскольку A и B -- независимы).
Т.е. не важно как извращаться с алфавитом, не важно как извращаться с измерениями (скажем, если один будет мерить проекцию s_x, а другой s_z, то, информация о запутанности, если мне не изменяет могзЪ (емним), потеряется, а в сложных схемах измерения можно ошибиться): результат такой "передачи" не отличается от гадания на кофейной гуще, или на магическом шаре восьмёрке. А всё потому, что это и не передача информации вовсе: это просто измерение одного и того же квантового состояния.

[Vit Nhoc]

madschumacher

https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовая_криптография

Используя квантовые явления можно спроектировать и создать такую систему связи, которая всегда может обнаруживать подслушивание. Это обеспечивается тем, что попытка измерения взаимосвязанных параметров в квантовой системе вносит в неё нарушения, разрушая исходные сигналы, а значит, по уровню шума в канале легитимные пользователи могут распознать степень активности перехватчика.

Я это понимаю так: факт подслушивания вносит какие-то возмущения, и об этом факте можно узнать. Т.е. можно условно сказать, что информация о том, что подслушивание проводилось, таки передаётся с бесконечно большой скоростью.

kbob

Вы можете рассказать, как работает квантовая криптография, на вашей аналогии с Васей и Петей?

[Гесс]

Т.е. можно условно сказать, что информация о том, что подслушивание проводилось, таки передаётся с бесконечно большой скоростью.

Нет.
Информация не передается с бесконечно большой скоростью. Ни ту которой Алиса хотела бы обменяться с Бобом, ни ту что Ив их слушает (впрочем значение Ив меняется именно в квантах) С бесконечно большой скоростью можно получить информацию предзаложенную в систему.

[madschumacher]

Я это понимаю так: факт подслушивания вносит какие-то возмущения, и об этом факте можно узнать. Т.е. можно условно сказать, что информация о том, что подслушивание проводилось, таки передаётся с бесконечно большой скоростью.

То, что подслушивание вносит возмущения (точнее разрушения), и что об этом можно узнать -- это совершенно не значит, что информация о подслушивании передаётся с бесконечно большой скоростью. Откуда Вы делаете такие нелогичные выводы?!
Тем более, что про механизм квантовой криптографии я уже писал выше:

Но зато, если их частицы запутаны, они могут получить скоррелированные последовательности случайных чисел. И именно это и используется в криптографии: генерация ключа шифрования, которая известна только обоим адресатам, но для передачи которой не нужно использовать никаких классических каналов связи (которые как раз можно вскрыть). А за счёт того, что при попытки взлома запутанных частиц запутанность дохнет, получается ещё и идеальная защита от прослушки.

Для защиты сообщения надо иметь ключ шифрования (т.е. какое-то число в случае передачи сообщений побитно). И нужно уметь обмениваться ключом между тем, кто отправляет и тем, кто принимает сообщение. Если этот ключ узнаёт кто-то, то тот спокойно может вскрыть послание, и читать переписку (вспоминаем про историю с Telegram). Поэтому идеальным способом передачи посланий являлось бы случайное одноразовое генерирование ключа, которое известно только адресату и отправителю. И тут запутанные частицы как раз и дают такую возможность: сгенерить случайную (причём не псевдослучайную, как это, по-видимому, делается в Telegram, WhatsApp и т.д., а настоящую) последовательность произвольной длины, которая будет доступна в обоих местах, как только понадобится. Если же кто-то пытается влезть в запутанные частицы, то он нарушает систему и разрушает запутанное состояние. Из-за этого отправитель и адресат получат не скоррелированные величины (т.е. один и тот же ключ), а разные случайные последовательности (т.к. квантовые частицы всё ещё будут давать случайности, но уже разные, поскольку квантовую систему распилили пополам измерением). И тогда, например, если в начале и в конце сообщения встроить специальное послание, то при попытке его декодирования из незапутанных частиц получится белиберда (поскольку ключи шифрования на концах получили разные). Впрочем, можно и не встраивать, т.к. при расшифровке и так получится бред, просто с встраиванием эта проверка автоматизируется. И вот по этой проверке можно узнать о попытке вторжения. Т.е. об этом можно узнать только после получения основного сообщения (которое передаётся со скоростью не выше световой). Из ключа же от (не)запутанных частиц это никак (по той самой теореме) узнать нельзя.

[kbob]

kbob

Вы можете рассказать, как работает квантовая криптография, на вашей аналогии с Васей и Петей?

Поскольку аналогия упрощенная и MITM там невозможен by design, то Вася с Петей работают единым генератором случайного ключа шифрования.

Ведущий А спрашивает Васю, скажи мне случайный секретный ключ, Вася - 1010110100100011101
Ведущий А сообщает по открытому каналу B, что сгенерировал ключ.
Ведущий B спрашивает Петю, скажи мне случайный секретный ключ, Петя - 1010110100100011101

Это протокол квантового распределения ключа, далее данные шифруются этим ключом и передаются по классическому каналу.

[Vit Nhoc]

kbob

Вы можете рассказать, как работает квантовая криптография, на вашей аналогии с Васей и Петей?

Поскольку аналогия упрощенная и MITM там невозможен by design, то Вася с Петей работают единым генератором случайного ключа шифрования.

Ведущий А спрашивает Васю, скажи мне случайный секретный ключ, Вася - 1010110100100011101
Ведущий А сообщает по открытому каналу B, что сгенерировал ключ.
Ведущий B спрашивает Петю, скажи мне случайный секретный ключ, Петя - 1010110100100011101

Это протокол квантового распределения ключа, далее данные шифруются этим ключом и передаются по классическому каналу.

Ну а если хакер Джон подсмотрит, что изменится в этой модели?
Мне пока всё равно непонятно. Если Джон подсмотрит секретный ключ после того, как у Васи его спросили - ключ не изменится и останется всё тем же (1010110100100011101).
Если Джон подсмотрит секретный ключ до того, как A спросит Васю - ключ будет другим, например 0001010001101010111. Но и ведущий B получит тоже этот другой ключ 0001010001101010111. Как же они узнают что их подслушали?

[Гесс]

Ну можно зайти очень с другой стороны. Когда передача информации как бы возможна: Мы назадавали Васе очень много вопросов (получили от него очень много ответов) и знаем что такие же ответы получат Центавряне пытая Петю. Для нас не играет роли предзаложены ответы или генерируются они в близнецах. ДЛя нас это ворох цифр не являющейся информцией. Мы можем выбрать некую последовательность вопросов к Васе ответом на которые будет "мама мыла раму" осмысленная информация. Чтобы центавряне узнали чем занималась мама они должны знать что нужно спрагивать у Пети. То есть если мы передадим центаврянам пароль (последовательность вопросов к Пете) они смогут получить ту же информацию что и мы. Вопрос только в том что что ж такого секретного в информации что нам ее пришлось так чудаковато кодировать. И разумеется это одноразовый пароль, то есть центавряне будут ззнать что делала мама, а даже если мы создадим последовательность о папе - то они ее знать не будут пока мы ее не проорем в эфир со скоростью радиоволн.

[Гесс]

Мне пока всё равно непонятно. Если Джон подсмотрит секретный ключ после того, как у Васи его спросили - ключ не изменится и останется всё тем же (1010110100100011101).

Нет. Ну в смысле если "подсмотрит" это промер запутанных частиц. Ключ останется тем же у первого вопрошавшего (кто первый встал того и тапки того и ключ), а вот все остальные от промера запутанных частиц начнут получать случайные ответы.
А если он его с бумажки под клавиатурой перепишет - тогда конечно да.

[kbob]

kbob

Вы можете рассказать, как работает квантовая криптография, на вашей аналогии с Васей и Петей?

Поскольку аналогия упрощенная и MITM там невозможен by design, то Вася с Петей работают единым генератором случайного ключа шифрования.

Ведущий А спрашивает Васю, скажи мне случайный секретный ключ, Вася - 1010110100100011101
Ведущий А сообщает по открытому каналу B, что сгенерировал ключ.
Ведущий B спрашивает Петю, скажи мне случайный секретный ключ, Петя - 1010110100100011101

Это протокол квантового распределения ключа, далее данные шифруются этим ключом и передаются по классическому каналу.

Ну а если хакер Джон подсмотрит, что изменится в этой модели?
Мне пока всё равно непонятно. Если Джон подсмотрит секретный ключ после того, как у Васи его спросили - ключ не изменится и останется всё тем же (1010110100100011101).
Если Джон подсмотрит секретный ключ до того, как A спросит Васю - ключ будет другим, например 0001010001101010111. Но и ведущий B получит тоже этот другой ключ 0001010001101010111. Как же они узнают что их подслушали?

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0 ... 0%B8%D1%8F

Следующим этапом очень важно оценить попытки перехватить информацию в квантово-криптографическом канале связи. Это производится по открытому каналу Алисой и Бобом путём сравнения и отбрасывания подмножеств полученных данных случайно ими выбранных. Если после такого сравнения будет выявлен перехват, то Алиса и Боб должны будут отбросить все свои данные и начать повторное выполнение первичной квантовой передачи.

Хакер портит телепатическую связь между Васей и Петей, упрощенно говоря Вася телепатирует Пете, но попадает на Хакера, а Петя просто сидит в сторонке, многое начинает зависеть от деталей технической реализации, поэтому эта простая аналогия кончается.
Но общим результатом явится частичное или полное различие секретных ключей у Васи и Пети, сравнив выборочно биты своих ключей они могут убедится с необходимой достоверностью, что вмешательство Хакера произошло и повторить сеанс телепатии при необходимости.
Понятно, что сравниваемые биты будут скомпрометированы, поскольку передаются по открытому каналу связи.

[Vit Nhoc]

kbob

К сожалению пока по-прежнему я не понимаю, но я буду спрашивать эти же вопросы на других форумах, после чего вернусь в эту тему.

madschumacher

Как я понимаю, вы представляете позицию форума dxdy.ru, точнее группы “заслуженных участников” во главе с чёрным властелином Муниным. Она сводится к тому, что интерпретации не нужны.
Когда на dxdy были подписи, у Мунина была такая: “математика поставляет в физику всё понимание”.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Интерпрет ... й_механики

Многие физики склоняются к так называемой «никакой» интерпретации квантовой механики, ёмко выраженной в афоризме Дэвида Мермина: «Заткнись и вычисляй!» (ориг. англ. «Shut up and calculate»), часто (видимо, по ошибке) приписываемом Ричарду Фейнману или Полю Дираку[2]. Критикуя подобный подход, Э. М. Чудинов заметил, что

У специалиста, работающего в области физики, часто возникает иллюзия полной независимости его научной деятельности от философии. Это происходит вследствие того, что он входит в уже готовое здание научной теории с присущим ей стилем научного мышления, и через стиль научного мышления воспринимает определенные философские принципы. Эти философские предпосылки научной теории не всегда ясно осознаются учеными, но от этого они не перестают быть философскими.[3]

М. Бунге отмечает, что отказ физиков от философии на словах означает фактическое принятие философии операционализма

Так вот, мне кажется, для современной академической науки, для серьёзных физиков всё это – уже полуересь. По крайней мере Вики пишет, что сторонников Копенгагенской интерпретации становится всё меньше.
По-моему, интерпретации нужны для изучения квантовых эффектов в макромире. Обычно принято считать, что квантовая механика нужна для микромира, но ведь есть квантовые эффекты и для макрообъектов: сверхпроводимость, сверхтекучесть, квантовые компьютеры, квантовая криптография. И пока мы не можем просчитать мозг человека целиком на Гауссиане, без интерпретаций не обойтись.

[kbob]

kbob

К сожалению пока по-прежнему я не понимаю, но я буду спрашивать эти же вопросы на других форумах, после чего вернусь в эту тему.

ну вот смотрите молекула H₂ в основном состоянии, оба электрона "запутаны" друг с другом и мы начинаем отодвигать ядра на бесконечность, сохранится ли запутанность электронов?

Што тут философия говорит? Я невкурсе.

[Гесс]

Интерпретации и модели конечно нужны, только не надо интерпретируемому явлению приписывать свойства макроскопической аналогии (и любые другие свойства не следующие из математики). А то вон спин тоже удобно интерпретировать как вращение вокруг своей оси, и на химическом уровне это не играет никакой роли, а вот в вопросе "скорости вращения этого воображаемого шарика" возникает жопа.

[Vit Nhoc]

Интерпретации и модели конечно нужны, только не надо интерпретируемому явлению приписывать свойства макроскопической аналогии (и любые другие свойства не следующие из математики). А то вон спин тоже удобно интерпретировать как вращение вокруг своей оси, и на химическом уровне это не играет никакой роли, а вот в вопросе "скорости вращения этого воображаемого шарика" возникает жопа.

Любая аналогия позволяет делать какие-то правильные предсказания, а какие-то неправильные. Взять, например, аналогию между солнечной системой и атомом: с одной стороны, от неё отказались в 19 веке т.к. согласно ней электрон должен непрерывно излучать энергию; но с другой стороны - наверно большинство предсказаний, сделанных с этой аналогией, окажутся правильными. Скажем, если кинетическая энергия электрона будет достаточно большой, он улетит от ядра на бесконечное расстояние.
Мы так или иначе пользуемся этими аналогиями, когда проводим расчёты и пытаемся что-то в них понять и предсказать. Вот пример: почему для тяжёлых ядер релятивистские эффекты очень значительны и приходится использовать либо псевдопотенциалы, либо расчёты по Дираку? Если взять аналогию, что электроны летают вокруг ядер, то становится понятно: остовные электроны имеют очень высокую энергию, т.е. летают очень быстро, а раз они летают быстро - сказывается релятивизм.
Наверно и аналогия между спином и вращением вполне полезна практически.

[Гесс]

Вот пример: почему для тяжёлых ядер релятивистские эффекты очень значительны и приходится использовать либо псевдопотенциалы, либо расчёты по Дираку? Если взять аналогию, что электроны летают вокруг ядер, то становится понятно: остовные электроны имеют очень высокую энергию, т.е. летают очень быстро, а раз они летают быстро - сказывается релятивизм.

Это ужасная аналогия, кроме того что она впринципе противоречит идее псевдопотенциалов.

[madschumacher]

madschumacher

Как я понимаю, вы представляете позицию форума dxdy.ru, точнее группы “заслуженных участников” во главе с чёрным властелином Муниным. Она сводится к тому, что интерпретации не нужны.

Во-первых, представляю я не чью то позицию, а только своё имхо.
Во-вторых, про интерпретации (не абы какие, а только те, что удовлетворяют каким-то критериям) я ничего тут не говорил. То, каких интерпретаций я придерживаюсь (а их из выделяемых -- 3 штуки, и одна из них не самая популярная) -- это моё личное дело, и я никому их не навязываю.

Когда на dxdy были подписи, у Мунина была такая: “математика поставляет в физику всё понимание”.

А без математики в физике и говорить не о чем. Нет результатов, которые обсуждать. И это с середины XIX века так.

Так вот, мне кажется, для современной академической науки, для серьёзных физиков всё это – уже полуересь.

Ну вот Вы сами опять себе что-то выдумываете. Особенно по поводу интерпретаций. И копенгагенская и многомировая и транзакционная и все остальные интерпретации КМ были созданы физиками (первые 3 -- это Бор, Эверетт и Крамер). Потому что физики рубят фишку, и знают что, как, почему и зачем можно интерпретировать.

По крайней мере Вики пишет, что сторонников Копенгагенской интерпретации становится всё меньше.

Ну и что, переключаются не на эзотерику, а на более совершенные интерпретации. Да и всё равно выбор интерпретации пока вообще никак не влияет на получаемые результаты.

По-моему, интерпретации нужны для изучения квантовых эффектов в макромире.

А это мнение основано на...?

Обычно принято считать, что квантовая механика нужна для микромира, но ведь есть квантовые эффекты и для макрообъектов: сверхпроводимость, сверхтекучесть, квантовые компьютеры, квантовая криптография.

Кем? Обывателями и неспециалистами? Их мнение имеет ценность равную 0 в науке.

И пока мы не можем просчитать мозг человека целиком на Гауссиане, без интерпретаций не обойтись.

Поподробнее поясните это мнение, поскольку моя его интерпретация такова, что оно не логично.

Любая аналогия позволяет делать какие-то правильные предсказания, а какие-то неправильные.

А какая ценность тогда от аналогии? Если шанс получить правильное предсказание от аналогии 50/50, то проще подбросить монетку.
Ценность науки как раз в том, что её предсказания существенно эффективнее случайного гадания (не 100%, но в разных областях эта цифра приближается к этому значению).

Взять, например, аналогию между солнечной системой и атомом: с одной стороны, от неё отказались в 19 веке т.к. согласно ней электрон должен непрерывно излучать энергию;

Электрон открыли в 1897-м году. В XIX веке (кроме последних 3х лет о нём никто не слыхивал).

[chaus]

Электрон открыли в 1897-м году. В XIX веке (кроме последних 3х лет о нём никто не слыхивал).

А планетарная модель атома предложена на основе результатов опыта Резерфорда по рассеянию альфа-частиц где-то около 1910 года.

[Vit Nhoc]

А какая ценность тогда от аналогии? Если шанс получить правильное предсказание от аналогии 50/50, то проще подбросить монетку.

Я думаю, даже самая кривая аналогия даёт надёжность предсказаний больше 50%.
Второй момент – если несколько аналогий дают одинаковое предсказание, то вероятность его подтверждения увеличивается. Т.е. я бы сказал, что количество аналогий может компенсировать “качество”.
Это подобно тому, как если расчёты, да ещё в разных моделях, и эксперимент дают совпадающие результаты, то надёжность этих результатов сильно повышается. Или если вы слышите некий факт от разных людей, не связанных друг с другом, или от очень разных источников – его надёжность также повышается.

[Гесс]

До этого помнится был "пирог с изюмом".
Мнение неспециалистов в науке играет роль. В некоторых случаях. Например когда они приковывают себя к рельсам чтобы не построили Большой Коллайдер, или когда они управляют финансовыми потоками и определяют стоит ли вкладывать деньги в изучение Майорановых частиц. Тогда им надо за 15 минут обьяснить что это такое и какая с этого выгода.

[Гесс]

Второй момент – если несколько аналогий дают одинаковое предсказание, то вероятность его подтверждения увеличивается. Т.е. я бы сказал, что количество аналогий может компенсировать “качество”.
Это подобно тому, как если расчёты, да ещё в разных моделях, и эксперимент дают совпадающие результаты, то надёжность этих результатов сильно повышается. Или если вы слышите некий факт от разных людей, не связанных друг с другом, или от очень разных источников – его надёжность также повышается.

Это очень спорное утверждение практически по всем пунктам. Существовало множество аргументов в пользу (или как минимум непротиворечащих) теории флогистона или мирового эфира, они даже обладали некоторой предсказательной силой и тем не менее были неправильны. А касательно "фактов" в социуме - весьма оригинально это показано в "Поколении П".

[madschumacher]

Мнение неспециалистов в науке играет роль.

Роль то играет, да ценность от него нулевая. И это печально (но по-другому быть и не может)...

Я думаю, даже самая кривая аналогия даёт надёжность предсказаний больше 50%.

ну советую Вам воспользоваться, например, аналогией: змея -- это аналог дождевого червяка, скажем, при поездке в Индию.

Второй момент – если несколько аналогий дают одинаковое предсказание, то вероятность его подтверждения увеличивается. Т.е. я бы сказал, что количество аналогий может компенсировать “качество”.

А особенно это верно в наш век победившего постмодернизма, как сказал Гесс.
Представим себе конкретную ситуацию, которые Вы так любите.

Пролог.
На ТыТубе полно всяких интересных личностей, вещающих о всякой экономике. У всех свои аналогии, своё мнение. Многие из этих аналогий дают сходные предсказания поведения каких-то экономических явлений (но при этом этих лагерей больше одного).
Постановка задачи.
Допустим есть 2 предсказания от двух групп блоггеров. Они диаметрально противоположны (например, вырастет/упадёт курс $ завтра). Количество людей в каждом из лагерей одинаково, аналогии у всех разные. Куда мне вкладываться?
Послесловие
В следующе разы коалиции обмениваются составами, т.д. Следует ли следовать и далее предлагаемой Вами стратегии?