М.Г. Иванов - Как понимать квантовую физику (1129349), страница 55
Текст из файла (страница 55)
К сожалению, до авторов ненаучной фантастики (ННФ) и паранаучных фантазий (ПНФ) уже дошли обрывочныеи искажённые сведения о чудесах и парадоксах квантовой механики. Книги в жанре ННФ, в которых по параллельным эвереттовским мирам бродяттолпы оживших мертвецов, уже написаны и продаются. Также написаныПНФ-книги, в которых авторы, маскирующиеся под учёных-физиков, увязывают квантовую нелокальность с мистикой (восточной и западной), теософией, реинкарнациями, телепатией, ясновидением и «торсионными полями»19 .Пример ПНФ-книги — С.
И. Доронин «Квантовая магия»20 . Эта книгаособенно опасна для неспециалиста, потому что автор — кандидат физ.мат. наук и старший научный сотрудник Института проблем химическойфизики РАН, причём входит в исследовательскую группу, которая в самомделе занимается квантовыми компьютерами. Книга содержит одновременно ссылки на вполне солидные научные работы и откровенную мистикуи патологию. Из книги видно, что автор очень много читал по физике (думаю, много больше меня), но практически ничего не понял ни в квантовойтеории, ни в ОТО, о которой он тоже пишет.Если пытаться разбирать книгу Доронина по существу, то, вероятно,главной физической идеей (обсуждения разнообразной мистики слишкомрасплывчаты, чтобы их можно было по существу обсуждать с точки зрения18 Khrennikov A. Yu. The Quantum-Like Brain on Cognitive and Subcognitive Time Scales //Journal of Consciousness Studies.
— 2008. — Vol. 15, No. 7. — P. 39–77.19 «Торсионные поля» — неоднократно разоблачённая паранаучная афера, получившая широкое освещение в прессе. «Торсионные поля» не следует путать с полями кручения, которыевводятся в ряде вполне респектабельных обобщений общей теории относительности.20 Доронин С. И. Квантовая магия. — ИГ «Весь», 2007.292ГЛАВА 9физики) следует считать гипотезу о возможности приближённого описанияквантовых нелокальных эффектов с помощью некоторой эффективной теории, на роль которой предлагается классическая локальная теория поля(как вариант — общая теория относительности). Естественно, такой подход(исторически восходящий к Эйнштейну) при современном уровне физикибесперспективен, поскольку в таком приближении пренебрегается как разтем, что автор хочет описать. Грубые ошибки, допущенные далее в общейтеории относительности, после этого только подчёркивают низкий научныйуровень работы.По всей видимости этот парадокс (написание такой книги сотрудником уважаемого академического института) может быть объяснён тем,что сам Доронин не столько физик, сколько программист, как написанона интернет-сайте Лаборатории спиновой динамики и спинового компьютинга, в которой он работает: «С.
И. Доронин владеет различными языками программирования, разрабaтывает в нашей лаборатории программы длячисленного решения задач, в том числе параллельные программы для суперкомпьютерных расчётов, проводимых в Межведомственном Суперкомпьютерном Центре (МСЦ)». Я сомневался, следует ли давать здесь ссылкуна такую книгу, но решил, что подобного рода предостережение необходимо.Ситуация осложняется ещё и тем, что ряд настоящих физиков (начиная, по крайней мере, с Шрёдингера) в своих философских работах такжеобращается к восточной философии, а порой и к обсуждению паранормальных явлений.9.3.9. Активное сознание (фф*)Термин активное сознание, для сознаниякоторое способно влиять на исход измерения, был введён М.
Б. Менским, хотя подобного рода гипотезы периодически высказывалисьв научной и околонаучной среде очень давно(вероятно, с начальных времён квантовой теории).Несмотря на использование столь нелюбимого большинством физиков слова «сознание», данная гипотеза допускает экспериРис. 9.16. Михаил Борисович ментальную проверку. Различные эксперименМенский. [http://ufn.ru/]тальные группы время от времени публикуютрезультаты исследований, в которых «опера-9.3. И НТЕРПРЕТАЦИИКВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ ( Ф )293тор» пытался силой мысли влиять на классический или квантовый случайный процесс (карты, сдаваемые из колоды, дробовой шум и т.
п.). Результаты таких поисков (из числа тех, с которыми я ознакомился) неизменноотрицательные или сомнительные (прежде всего сомнительные по методике эксперимента и обработки данных). В качестве примера такого исследования можно привести книгу Р. Г. Джан, Б. Дж. Данн «Границы реальности:роль сознания в физическом мире»21 .
Несмотря на то, что авторы организовали свою Лабораторию изучения аномалий при Школе инженерных и прикладных наук Принстонского университета, книга сомнительна прежде всего методологически: если, согласно книге, «оператор» якобы «влияет» нагенератор псевдослучайных чисел, т. е. на абсолютно детерминистическийпроцесс, то это надо хоть как-то прокомментировать. В книге содержатсяотсылки к квантовой теории, но они столь неопределённы, что не могутобсуждаться на содержательном уровне.Также эта гипотеза допускает содержательное теоретическое обсуждение. Выше мы уже обсуждали «жёсткость» формулы для квантовых вероятностей (см. 8.3.2 «“Жёсткость” формулы для вероятностей (фф)»).
Приэтом мы показали, что отклонения от стандартной борновской формулыдля квантовых вероятностей позволяют передавать информацию со сверхсветовой скоростью с помощью квантовых запутанных состояний, а такжепозволяют ввести абсолютную одновременность (не зависящую от системы отсчёта). Таким образом, активное сознание явным образом нарушаетлоренц-инвариантность теории, т. е. входит в прямое противоречие со специальной теорией относительности. Это именно настоящее, а не кажущееся противоречие с теорией относительности, в отличие от мгновенногоколлапса волновой функции в обычной квантовой теории, который не позволяет передать со сверхсветовой скоростью какую-либо информацию.В принципе, после того как на эксперименте было показано нарушениетакой «очевидной» симметрии, как зеркальная симметрия (несохранениечётности), мы можем допустить, что и лоренцевская симметрия являетсятолько приблизительной.
Однако для большинства физиков противоречиеактивного сознания СТО ставит крест на этой гипотезе.21 Джан Р. Г., Данн Б. Дж. Границы реальности: роль сознания в физическом мире. — М.:ОИВТ РАН, 1995.ГЛАВА 10Квантовая информатика**Квантовая информатика рассматривает процессы получения, передачи,хранения и обработки информации с точки зрения квантовой теории. Адекватная квантовой теории квантовая логика допускает не только такие значения логических переменных, как «да» («истина», 1) и «нет» («ложь», 0),но и их линейные суперпозиции.Многие очевидные положения классической информатики в квантовоймеханике оказываются неверными, причём квантовая теория, по сравнениюс классической, не только накладывает новые ограничения, но и даёт дополнительные возможности, которые на языке классической теории звучаткак парадоксы.Одно из ключевых ограничений на возможности квантовой обработки информации накладывает теорема о невозможности клонирования квантового состояния.
Эта теорема лежит в основе квантовой криптографии,обеспечивая невозможность «подсмотреть» состояние передаваемого квантового бита, она же не позволяет извлечь из одного квантового бита болееодного классического бита информации и ограничивает тем самым применимость основанного на суперпозиции состояний квантового параллелизма.10.1. Квантовая криптография**Квантовая криптография изучает методы секретной передачи информации, при которых секретность сообщения обеспечивается принципамиквантовой механики.Поскольку в квантовой механике любое измерение может оказать влияние на измеряемую систему, владелец системы, который знает в каком состоянии система была приготовлена изначально, может впоследствии проверить, измерял ли его систему кто-либо другой.10.1.1.
Зачем нужен ключ в классической криптографии (пример)Для того чтобы обеспечить абсолютно надёжную классическую линию связи, достаточно, чтобы отправитель сообщения (Алиса) и получатель10.1. К ВАНТОВАЯКРИПТОГРАФИЯ **295(Борис) располагали одинаковым секретным ключом (случайной последовательностью цифр 0 и 1), длина которого не меньше, чем длина передаваемого секретного сообщения.Алиса шифрует секретное сообщения побитово, применяя операцию логического сложения к сообщению и ключу: (0, 1), (1, 0) → 1,а (0, 0), (1, 1) → 0.сообщениеключшифровка011101110000011011.........101000110Два раза повторённая операция шифровки с одним и тем же ключом даётснова исходное сообщение, поэтому на другом конце линии Борис расшифровывает сообщение снова, логически прибавляя к нему побитово тот жеключ.Поскольку ключ — последовательность случайных бит, такое шифрование полностью убирает из исходного текста любые корреляции и делаетрасшифровку невозможной, поэтому шифровку можно, не боясь подслушивания, передавать по открытым линиям связи.
Этот метод называют иногдаметодом одноразовых шифровальных блокнотов (Алиса и Борис имеют набор попарно одинаковых блокнотов, в которых записаны ключи).Главная проблема метода — необходимость обеспечить секретную передачу обоим корреспондентам одинаковых длинных ключей. После этогокорреспонденты должны будут хранить секретные ключи так, чтобы исключить утечку информации вплоть до того момента, когда эти ключи будутиспользованы.10.1.2. Квантовая генерация ключейКвантовая механика позволяет Алисе и Борису получить пару заведомоодинаковых ключей, обмениваясь квантовыми битами по каналу связи, который допускает перехват информации, а также классической информацией по каналу, который допускает прослушивание. При этом Алиса и Бориссмогут с любой степенью уверенности обнаружить перехват на квантовомканале.Излагаемая ниже процедура генерации ключа была предложенав 1984 году Ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
