Z is for Zeilinger

[yigal_s]

Говорят, что GHZ-эксперимент на трёх запутанных частицах в состоянии

Psi = |XXX>+|YYY>

ещё более показателен для демонстрации "нелокальности" квантовой механики, чем нарушение неравенств Белла в EPRB-эксперименте, т.е. в состоянии Psi = |XY>-|YX>

В случае GHZ речь идёт не просто о нарушении неравенств, а уже о получении результатов "логически" несовместимых с моделью локального реализма. Ну т.е. по факту там всё равно получаются результаты с какими-то погрешностями (скажем, не ожидаемые 100%, а 85%), но по сути предсказания локального реализма нарушаются (если теория верна) не количественно, а качественно. Это даёт надежду (видимо, всё же в будущем) ещё более радикально выпилить аргументы критиков опытов Аспекта по проверке нер-в Белла.

Вот тут наиболее понятное описание, что я нашел: http://web.physics.ucsb.edu/~quopt/ghz.pdf

Кстати, пикантная подробность: конечной своей трёхчастичной формой GHZ-эксперимент обязан, в частности, Давиду Мермину, автору знаменитой ынтерпретации "заткнись и считай!".

Comments

[olddimon.livejournal.com]

Мне кажется, что всё это очень похоже на представление фокусника: годами готовится реквизит, потом - ррраз! и демонстрируется фокус, который показывает отсутствие/наличие какой-либо логической связи () между действиями фокусника и шляпы с кроликом. Ведь отсутствие или наличие взаимодействия с момента Х вовсе не означает её отсутствие или наличие до момента Х! Более того, в подобных экспериментах взаимодействие может быть даже, как это не прозвучит фантастически, между мыслью (ожиданием) экспериментатора и частицей, т.к. (человеческая) мысль - физический процесс (или, по крайней мере, имеет физическое проявление), а значит, искажает (равно)вероятность события. Я никак не могу представить себе подобный "чистый" эксперимент, ведь необходимо обеспечить полную изоляцию взаимодействия как между двумя идентичными (!) установками ещё на стадии создания/подготовки, так и между двумя группами экспериментаторов, а это просто нереально. Поэтому я считаю, что тут нарушена логика причинно-следственной связи - нельзя считать независимыми события, имеющие ряд общих причин. Что я неверно понимаю?

[yigal_s]

> Ведь отсутствие или наличие взаимодействия с момента Х вовсе не означает её отсутствие или наличие до момента Х!

Действительно, взаимодействие частиц друг с другом в начальный момент времени присутствует, чем и обеспечивается "запутанность" состояний частиц. Это, как говорится "by design". Но это само по себе не может быть возражением против эксперимента объяснить результаты эксперимента.

> Более того, в подобных экспериментах взаимодействие может быть даже, как это не прозвучит фантастически, между мыслью (ожиданием) экспериментатора и частицей, т.к. (человеческая) мысль - физический процесс (или, по крайней мере, имеет физическое проявление), а значит, искажает (равно)вероятность события. Я никак не могу представить себе подобный "чистый" эксперимент, ведь необходимо обеспечить полную изоляцию взаимодействия как между двумя идентичными (!) установками ещё на стадии создания/подготовки, так и между двумя группами экспериментаторов, а это просто нереально. Поэтому я считаю, что тут нарушена логика причинно-следственной связи - нельзя считать независимыми события, имеющие ряд общих причин.

Подобного рода возражения и ряд других возражений действительно выдвигались. Я не знаю как обстоят сегодня дела с проверкой GHZ (которую впервые сумели реализовать относительно недавно), но в "аналогичных" опытах по проверке неравенств Белла (EPR+Бомм+Аспект) к сегодняшнему дню уже был предпринят ряд усилий, чтобы исключить некоторые возражения критиков. Скажем, детекторы поляризаций были разнесены на значительные расстояния, чтобы исключить любые взаимодействия, распространяющиеся со скоростью света или ниже, кроме того, решение об измерении той или иной наблюдаемой, принимается в последний момент (т.е. опять же чтобы исключить классические способы потенциально возможной передачи информации) и решение в этот "последний момент" принимается не экспериментатором, а квантовыми генераторами случайных чисел, расположенными в районах проведения каждого из измерений. В общем, остаётся по прежднему вариант, что сама природа так генерит эти случайные числа в квантовых генераторах, чтобы эксперименты в целом давали правильные результаты :-) но во всяком случае участие мозга экспериментатора тут исключено. Есть ещё ряд достаточно специфичных возражений иных сортов, я могу кинуть тебе ссылки, сам я их подробно изучить пока не смог. В целом, как мне кажется, подобные направления мысли пока-что не нашли существенного признания.

Лично мне для анализа данной ситуации видится важным тот факт, что происходит не просто нарушение логики или интуиции "локального реализма", но подтверждение(!) достаточно примитивных, с математической точки зрения, предсказаний самой простейшей, еще первых десятилетий прошлого века, квантовой механики. Подобное совпадение эксперимента с простыми и однозначными, "жесткими" расчетами, мне кажется, было бы достаточно бесперспективно объяснять какими-то тонкими эффектами вмешательства сознания экспериментатора или же какими-то недоучетами в постановке эксперимента, неправильной обработкой статистики итд итп.

[olddimon.livejournal.com]

Совершенно непонятно, что считать за начальный момент. Дело в том, что система двух датчиков не может быть в полной мере симметричной и с независимыми частями, хуже того, даже стабильность состояния на время эксперимента невозможна. Конечно, любой эксперимент представляет из себя некую модель, которая сопоставляется с теоретической моделью. Но тут идёт попытка экспериментом доказать (или опровергнуть) влияние самого экспериментатора на результаты. И это мне кажется довольно интересным с технической точки зрения и бессмысленным с гносеологической точки зрения. С детства я тащусь от замечательного отрывка "Понедельник начинается в субботу":

— Г-голубчики, — сказал Фёдор Симеонович озадаченно, разобравшись в почерках. — Это же п-проблема Бен Б-бецалеля. К-калиостро же доказал, что она н-не имеет р-решения.
— Мы сами знаем, что она не имеет решения, — сказал Хунта, немедленно ощетиниваясь. — Мы хотим знать, как её решать.
— К-как-то ты странно рассуждаешь, К-кристо… К-как же искать решение, к-когда его нет? Б-бессмыслица какая-то…
— Извини, Теодор, но это ты очень странно рассуждаешь. Бессмыслица — искать решение, если оно и так есть. Речь идёт о том, как поступать с задачей, которая решения не имеет. Это глубоко принципиальный вопрос, который, как я вижу, тебе, прикладнику, к сожалению, не доступен.

Вот именно это мне и интересно - как решать задачу, которая не имеет решения.

По сути дела генерация случайных чисел основана на допущении, что отсутствует взаимосвязь - как раз то, что и проверяется. Поэтому тут существует та же самая вероятность воздействия аппаратуры на измеряемые вещи, вид сбоку. Но я и писал, что разработка и изготовление независимых приборов должна вестись совершенно независимо, иначе может быть даже элементарная систематическая ошибка, которая нарушит равенство вероятностей. И подчёркивал "ожидание" наряду с "мыслями" - ведь речь идёт о таких "странных" вещах, где и влияние электромагнитных человеческих полей нельзя сбрасывать со счёта, ведь проверяется же полное отсутствие иного воздействия!

Но мне кажется, проблема намного глубже. Вопрос может и звучать не как "нарушение логики или интуиции", а как нарушение логики человеческого восприятия (трёхмерное представление пространства, анизотропия времени, одномерное представление формул, причинно-следственная связь и т.д.). Поэтому подобные опыты, даже при их бессмысленности в плане достоверности результатов и описания Вселенной, способны как расширить модели человеческих представлений, так и непосредственно способствовать развитию человеческого мышления.

Обработка экспериментальных данных делается в рамках доказываемой или опровергаемой модели, здесь-то и находятся легендарные секреты фокусников (в отличие от теоретиков, которые по определению должны быть способны трактовать любые данные, а потому у них развязаны руки). Но это совершенно отдельная тема

[yigal_s]

извини, я многого не понял из того, что ты написал и не вижу возможности развивать это вглубь ( а тема очень глубокая).

Я лично не вижу проблемы в методологии эксперимента, а с другой стороны любые неожиданности всегда можно попытаться объяснить заговором природы, тем, что квантовые генераторы случайных чисел сговорились с GHZ частицами, чтобы в комбинации давать ровно ту статистику, что предсказывают примитивнейшие квантовые формулы. Я не вижу перспектив в подобных разговорах, пока они не обоснованы жесткими доказательствами. В конце-то концов, можно с тем же успехом рассуждать, что мы все в "матрице", а все эти эксперименты с квантами - это сон хомячка перед пробуждением.

* Но мне кажется, проблема намного глубже.

Вся эта бодяга с EPR и зацеплёнными состояниями может (но не обязательно) привести к серьезнейшим потрясениям. Не исключено, что тут мы наткнулись на что-то более первичное и фундаментальное, чем пространство-время, и что разрешение этих парадоксов приведёт к объяснению пространства и времени через значительно более базовые понятия. Но это только одна из возможных гипотез, а я держу в голове как минимум две альтернативных и полагаю, что их еще больше может быть. )))

[yigal_s]

* Обработка экспериментальных данных делается в рамках доказываемой или опровергаемой модели, здесь-то и находятся легендарные секреты фокусников

в том-то и беда, что после работ Белла и GHZ, рассматриваемая модель сделана простой как два пальца. Там вообще нет никакой квантовой механики, ибо рассматривается (и в дальнейшем экспериментально опровергается) модель локальной реальности, т.е. нечто существенно более базовое, чем квантовая или классическая механика, по сути, некоторая "логика суждений" относительно того, как должны вести себя удалённые в пространстве друг от друга эксперименты. Тут нет уже никаких практически физических формул, одна математика и логика + представление о том, что удалённые друг от друга на пространственноподобный интервал эксперименты друг на друга не влияют. Которые (математика и логика) лажают.

Можно много глубокомысленно философически рассуждать о методологиях, но это ИМХО, принимая во внимание суть дела, неминуемо будет скатываться в демагогию. Квантовая механика предсказывает результат, не когеррентный с моделью локальной реальности. Экспериментальная проверка его же подтверждает. Доктор сказал в морг - значит в морг. Единственная проблема - решить что именно отправить в морг и как это сделать максимально безболезненно. )))

[olddimon.livejournal.com]

Только сейчас нашёл время, чтобы ответить.

Физики - это такие люди, которые искренне верят, что электроны знают закон Кулона и мер¤ют расстояние между собой.
Старинная шутка МФТИ.

Я понял, что ты не понял. Давай разбираться.

Эксперименты условно можно поделить на два типа: "наблюдение" и "опыт". Первое - концепция Дао, т.е. наблюдатель старается быть как можно более пассивным и, собирая всю возможную информацию, достигать просветления пытаться найти хоть какие-то закономерности в поведении. На мой деятельный взгляд, дао просто неинтересно. Да(о) и не отвечает критерию Поппера (фальсифицируемости), который лично я считаю базовым для науки (и физики, в частности). Опыт требует наличия минимум двух объектов: "пробник" и "эталон". Путём прямого воздействия прибором на пробник, экспериментатор пытается достичь состояния эталона, а компенсационное воздействие считается измерением. На этом принципе основана вся измерительная техника, начиная от производства обычных школьных линеек. Здесь важно понять, что компенсационное воздействие модельно по своему принципу, т.е. предполагает (в рамках соответствующей теории и области применения) идентичность поведения с исследуемыми свойствами (идиотский классический пример - пружинные весы). Это как для получения двумерной проекции в форме круга можно использовать множество трёхмерных тел, которые будут давать идентичные результаты (которые можно использовать для различных целей), но не в полной мере определять само явление.

В данном случае мы имеем дело с третьим вариантом - попытка активного воздействия, чтобы устранить само это воздействие. Этот подход совершенно бессмысленнен с точки зрения фальсифицируемости, существует неразрешимая проблема с точки зрения методологии физического эксперимента. Но зато этот вариант очень интересен со многих сторон. Помнишь знаменитую цитату из "Тот самый Мюнхгаузен"?

— Вы утверждаете, что человек может поднять себя за волосы?
— Обязательно! Мыслящий человек просто обязан время от времени это делать.

Модель простая ровно как проста шляпа фокусника - чёрный цилиндр и появляющийся вдруг белый кролик внутри. Остальное элементарно скрыто от широкой публики. И учёные это превосходно понимают, интересна методология, интересен подход, интересны многочисленные технологические решения и проблемы. Но в морг отправлять некого, нечего и совершенно незачем. Это как опыты по созданию жизни в лабораторных условиях: чертовски интересно показать, что возможно создать белки "в пробирке", но наивно рассматривать это как довод против теории креационизма - т.к. в роли демиурга выступает человек (а для верующих - опосредственная или непосредственная "рука бога"), а не абстрактная "природа". Скорее, это аргумент pro теории креационизма.

И ещё. Мне непонятно, почему ты отделяешь человека от природы. Заговор природы - это странная попытка человека обособить себя от окружающего мира, выделить некоего стороннего бога или упомянутую тобой матрицу, если так тебе удобнее. На мой атеистический взгляд, это грубое нарушение логики. Равно как и попытка выделить первичное по исключительно человеческим восприятиям (пространство-время). Ведь если отказаться от абсолютности анизотропии времени, то сама формулировка первичности превращается в абсурд - что более первично или "базовее": тень предмета на левую стенку или на правую? Я полагаю, не надо искать абсолютную истину в рамках весьма ограниченных человеческих возможностей. Зато имеет (практический) смысл расширять эти возможности, в т.ч. и через самые странные эксперименты, проверяя самые странные гипотезы. Например, классика:

Эразм Дарвин считал, что время от времени следует производить самые дикие эксперименты. Из них почти никогда ничего не выходит, но если они удаются, то результат бывает потрясающим.
Дарвин играл на трубе перед своими тюльпанами. Никаких результатов.
© "Физики продолжают шутить"

[yigal_s]

мне изначально решительно непонятно, почему ты в GHZ эксперименте или в эксперименте Аспекта усматриваешь какие-то особенности, выводящие его за ранг самых обычных конвенциональных физических экспериментов.

Вот например: " попытка активного воздействия, чтобы устранить само это воздействие".

Или: " тут идёт попытка экспериментом доказать (или опровергнуть) влияние самого экспериментатора на результаты"

Для меня эти эксперименты никак методологически не отличаются от измерения периода колебаний маятника, например. Собираем установку, проводим эксперимент, собираем данные, обсчитываем данные, (охуеваем). И всё.

[olddimon.livejournal.com]

Я уже писал выше - потому что в этих экспериментах через аппаратуру пытаются доказать её отсутствие. Любое измерение - это измерение (изменение) какой-то характеристики прибора, а не характеристики явления. В рамках какой-либо теории измеряется компенсационное воздействие прибора, которое приводит образец к состоянию эталона. И это совсем необязательно будет воздействие оригинальной природы (как указывал выше - гравитация подменяется упругостью, электромагнитное - механическим и т.д.). Да, с маятником получается немного проще - его просто сравнивают с другим (проградуированным эталонным) маятником.

Недопонимание методологии физического эксперимента приводит к появлению вечных двигателей, торсионных и биополей, да и прочей эзотерической энергетики. Хуже того, этим порой грешат даже видные и очень умные химики с биологами, как, например, для измерения сопротивления необходимо использовать хотя бы четыре контакта, а не два. Потому и у Физтеха шутки появляются, столь похожие на печальную констатацию реалий. А ведь ещё мы договорились не затрагивать обработку полученных данных, где неизбежно возникают системные искажения вследствие предопределённости аппроксимационной модели.

[yigal_s]

* потому что в этих экспериментах через аппаратуру пытаются доказать её отсутствие

откуда такая трактовка? Никто в этих опытах не ставит задачу "доказать отсутствие аппаратуры".