Недавно я прочитал лекции Арнольда Ноймайера о раскрытии классических аспектов квантовой механики:
В разделе «8. Моделирование квантовой механики» представлена оптическая модель, основанная на теории когерентности второго порядка уравнений Максвелла. Даже если я более-менее понимаю эту модель, для начала я бы предпочел более простые оптические игрушечные модели. Было бы неплохо иметь явные граничные условия, а ограничение (квази-)монохроматического света могло бы облегчить интуитивное понимание такой системы.
Например, я предполагаю, что сложная суперпозиция поляризованных монохроматических плоских волн, распространяющихся вверх или вниз в направлении z, может быть использована для создания точной оптической модели двухкубитной квантовой системы. (Используемые здесь периодические граничные условия не могут быть воспроизведены в реальном физическом эксперименте, но в данный момент меня это не беспокоит.) Первый кубит будет комплексной степенью, в которой плоская волна движется вверх или вниз, а второй кубит будет комплексной степенью, в которой плоская волна является x- или y-поляризованной. Но какие размеры допустимы в такой игрушечной модели? Средняя интенсивность, конечно, может быть измерена, но можно ли измерить и средний вектор Пойнтинга? Разрешены ли деструктивные измерения, такие как установка в систему поляризационного фильтра? Есть ли способ добавить стохастический элемент (правило Борна) в процесс измерения в такой оптической модели?
Конечно, я должен быть в состоянии решить большинство этих вопросов самостоятельно, но мне интересно, не разработали ли такие простые оптические игрушечные модели такие люди, как Арнольд Ноймайер, и не разместили детали где-нибудь в Интернете...
Но какие размеры допустимы в такой игрушечной модели?
Основное предположение должно заключаться в том, что колебания во времени настолько быстры, что можно измерить только средние значения во времени. Поскольку скорость света очень велика, измерения в разных положениях в пространстве, тем не менее, должны быть разрешены.
но можно ли измерить и средний вектор Пойнтинга?
Почему нет? Для него может быть сложно описать устройство неразрушающего измерения, но в принципе оно должно быть измеримым.
Разрешены ли деструктивные измерения, такие как установка в систему поляризационного фильтра?
Окончательно. Другой вопрос, можно ли измерить поляризацию только деструктивно.
Есть ли способ добавить стохастический элемент (правило Борна) в процесс измерения в такой оптической модели?
Кажется, нет естественного способа сделать это, но, может быть, это и хорошо. Он показывает, что существуют системы, удовлетворяющие всем аксиомам и предположениям квантово-механического формализма, но не удовлетворяющие (стохастической версии) правила Борна. Подобно ситуации с постулатом параллельности в евклидовой геометрии, это показывает, что правило Борна не может быть выведено только из других аксиом и предположений.
Одна из причин такого ответа заключается в том, что отсутствие стохастического элемента на самом деле может быть хорошей вещью. Другая причина заключается в том, что «ограничение (квази)монохроматического света» из вопроса по сути эквивалентно требованию, чтобы все квантовые состояния имели одинаковый энергетический уровень. Одним из мотивов рассмотрения оптических моделей игрушек было желание запутаться в легко понятной модели. Поскольку мои учебники рассматривают запутанность и квантовые вычисления в статических условиях без учета энергетических уровней, вполне естественно, что (квазимонохроматический) свет казался мне предпочтительным. Но поскольку энергетические уровни определяют эволюцию фаз во времени, они могут быть важным ограничением для квантовых вычислений на практике, если невозможно полностью избежать множественных энергетических уровней.
Свет — это игрушечная модель квантовой механики. Возможно, технически самый простой квантово-механический эксперимент, который я знаю, — это эксперимент с двумя щелями со светом, и его чрезвычайно просто воспроизвести даже с помощью бытовых средств (мы можем поговорить о возможных экспериментальных установках в отдельном вопросе).
Что касается очень искаженного взгляда доктора Ноймайера на физику... Я бы посоветовал ему ОЧЕНЬ ВНИМАТЕЛЬНО подумать о причине, по которой мы называем ее КВАНТОВОЙ механикой, а не механикой ЧАСТИЦ. После прочтения части этих брошюр у меня сложилось окончательное ощущение, что он не является хорошим источником для введения в КМ. Эти сценарии чрезвычайно запутаны в физике, и, честно говоря, я думаю, что они полны технических ошибок и неверных интерпретаций. На самом деле, я думаю, что в этих документах он больше борется с демонами своего непонимания физики, чем «преподает».
взн
Томас Климпель
Томас Климпель
взн
Арнольд Ноймайер