Правда ли, что один кубит в запутанном состоянии может мгновенно повлиять на все остальные?

Когда измеряется кубит, происходит «коллапс волновой функции», в результате чего выбирается случайным образом.

Если кубит запутан с другими, этот коллапс также повлияет на них. И то, как это влияет на них, зависит от того, как мы выбрали измерение наших кубитов.

Отсюда кажется, что вещи, которые мы делаем на одном кубите, мгновенно влияют на другой. Так ли это, или кажущийся эффект больше напоминает байесовское обновление наших знаний о кубитах?

— Джеймс Вуттон
источник

Ответы:

Конечно, верно, что в рамках математического описания кубитов операции над одним кубитом могут потребовать обновления всего описания. Следовательно, это влияет на описание каждого кубита.

Те, кто придерживается «эпистемологического» взгляда на это математическое описание, могут сказать, что мы просто обновляем наши знания о других кубитах и что это не влияет на сами кубиты. Однако те, кто придерживается «онтического» взгляда, рассматривают волновую функцию, описанную математикой квантовой механики, как физическое свойство кубитов. Таким образом, они, безусловно, придут к выводу, что операция на одном кубите мгновенно затронула другие.

Я думаю, что в наши дни более распространено мнение о том, что у людей есть мнения по этому поводу. Хотя большинство выбирает вариант «Заткнись и посчитай» и не думай о них слишком много.

Еще одна интересная проблема заключается в том, что мгновенные эффекты вызывают проблемы для относительности. Разные наблюдатели в разных системах отсчета могут расходиться во мнениях относительно порядка событий. Таким образом, один наблюдатель может видеть, что один кубит используется для воздействия на секунду, тогда как другой наблюдатель может видеть те же события и приходит к выводу, что второй кубит влияет на первый. Запутанность позволяет избежать прямой конфронтации с относительностью, так как гарантирует, что аффект не может быть использован для мгновенной отправки какой-либо информации. Но, тем не менее, они не очень хорошо играют вместе. Вот почему мы можем не решаться утверждать, что эта запутанность дает мгновенные эффекты.

Я думаю, что процесс телепортации является хорошим аргументом в пользу того, что запутывание действительно позволяет кубитам мгновенно влиять друг на друга, а также показывает, как оно компрометирует относительность. Это процесс, посредством которого состояние кубита мгновенно передается из одного кубита в другой с использованием запутывания. Но отправляемое состояние также «зашифровывается» во время процесса. Это означает, что для принимающей стороны невозможно даже подтвердить, что кубит был отправлен, не говоря уже о том, каково его состояние. Тем не менее, передатчик может отправить сообщение получателю с инструкциями о том, как расшифровать кубит. Как только это будет сделано, получатели могут подтвердить, что телепортация действительно отправила состояние кубита. Так что действительно был мгновенный эффект,

— Джеймс Вуттон
источник

«Таким образом, один наблюдатель может увидеть, что один кубит используется для воздействия на секунду, тогда как другой наблюдатель может увидеть те же события и прийти к выводу, что второй кубит влияет на первое. (...) Так вот почему мы можем колебаться, заявляя очень сильно эта запутанность позволяет мгновенные эффекты ". Как вы думаете, мы могли бы сказать, что взаимодействие делает мгновенным именно это, что оно полностью зависит от фрейма, что, кажется, влияет на что? Если A влияет на B с задержкой скорости света, то не существует кадра, в котором B влияет на A. Только с нулевой задержкой это становится зависимым от кадра.

— Бетохаку

Аналогичная проблема о несоответствии между конечной размерностью квантовой механики интуиции и относительности дается здесь Роль факторов типа III в QFT . Это требует понимания того, как состояния различны для факторов типа I и III.

— Хусейн

Если Алиса и Боб имеют запутанную пару кубитов, и Алиса локально измеряет свой кубит, это никак не влияет на локальное состояние кубита Боба. Математически, если Алиса измеряет, но не смотрит на результат измерения, матрица плотности кубита Боба не изменяется. Единственный факт измерения Алисы никак не влияет на кубит Боба. Если Алиса измеряет и знает результат измерения, то Алиса имеет больше информации о кубите Боба, чем Боб, но это чисто классическая ситуация, описываемая условными вероятностями.

Таким образом, измерение Алисы может только мгновенно повлиять на информацию Алисы о кубите Боба, и не более.

Выше сказанное не объясняет «жуткое действие на расстоянии», мы знаем, что удовлетворительного объяснения не существует. Тем не менее, мы можем спорить о запутанности и измерениях, избегая парадоксов и противоречий, и поэтому ответ на вопрос в заголовке:

Нет, это не правда .

— kludg
источник

Два момента: 1) Алиса, смотрящая на измерение или знающая его результат, ничего не меняет, я думаю, что нам следует избегать увековечивания мифа о том, что сознание вообще имеет отношение к обсуждению квантовой механики. 2) Измерение Алисы не только влияет на ее собственную информацию о кубите Боба, оно действительно разрушает его состояние и, таким образом, влияет на вероятность того, что Боб измерит определенный результат. (Но, конечно, Боб не знает, как изменилась эта вероятность.) Так что да, другие кубиты в запутанном состоянии влияют мгновенно, но не таким образом, чтобы передавать информацию.

— Бетохаку

@Betohaku 1) Алиса, смотрящая на измерение и игнорирующая его результат, является довольно обычным способом сказать вещи в задачах квантовой информатики; оно не имеет отношения к сознанию, и нет необходимости избегать его. 2) Утверждение о том, что «другие кубиты в запутанном состоянии затрагиваются мгновенно», противоречит специальной теории относительности и его следует избегать. Лично я принял субъективный байесовский взгляд на вероятности; поэтому, если вы говорите «вероятность изменилась», я спрашиваю «для кого?». Иногда можно подумать, что вероятность объективна, но, как правило, нет.

— kludg

Вы говорите, что измерение Алисы никак не влияет на кубит Боба, но я бы сказал, что это действительно так. Хотя верно, что приведенное состояние Боба остается одинаковым до и после измерения, перед измерением состояние Боба должно быть описано как смесь из-за, возможно, непредсказуемого результата измерения Алисы, в то время как после измерения А состояние В представляет собой смесь, которая представляет собой то, что сейчас является «чисто классическим» невежеством о государстве.

— GLS

Другими словами, если вы говорите, что измерение A не влияет на кубит B, то вы также должны сказать, что между результатами A и B нет корреляции, что неверно. Что действительно верно, так это то, что без помощи дополнительного канала (например, Алиса сообщает Бобу результат измерения), у Боба нет никакой информации о результате измерения А

— glS

Корреляция @glS не означает причинно-следственную связь. Сказать, что измерение A не влияет на кубит B, не означает, что между измерениями A и B нет никакой корреляции. Я очень хорошо понимаю вашу точку зрения, но, как я уже сказал, я не объясняю «жуткое действие на расстоянии», я знаю, что это невозможно; и объяснение «измерение А влияет на кубит В» неверно, потому что оно противоречит специальной теории относительности. До сих пор можно спорить о запутанности без противоречий, хотя это влечет за собой незаметное изменение значения слов.

— Клудг