Классический/квантовый бросок монеты

У меня момент заморозки мозгов, и я запутался, помощь приветствуется!

Классическая монета: орел или решка.

Квантовая монета: суперпозиция орла и решки.

Классическая механика: детерминированная (в принципе, если не на практике), если я повторяю тот же эксперимент, я получаю тот же результат.

Квантовая механика: недетерминистический способ, которым я могу предсказать, выпаду ли я орлом или решкой.

Теперь подумайте о какой-нибудь физической реализации квантовой монеты, возможно, я посылаю электрон зеркалу, после чего он оказывается в суперпозиции по обеим сторонам зеркала. Возможно отражение (орел) с вероятностью 0,9 и прохождение (решка) с вероятностью 0,1.

Мой вопрос: существует ли здесь классическая аналогия? Он не может быть одновременно детерминированным и согласовываться с вероятностями, предсказанными квантовой механикой, верно? Проблема только в том, что я вообще не должен применять здесь классическую физику? Этот вопрос вообще имеет смысл?

Ответы (3)

1) Классический не эквивалентен детерминизму. Вы можете использовать вероятности в классических задачах (например, в статистической механике).

2) На самом деле имеет смысл рассмотреть разницу между классической вероятностной задачей и квантовой вероятностной задачей.

3) Квантовые корреляции сильнее, чем классические корреляции, потому что в квантовой механике мы работаем с комплексными амплитудами вероятностей. ψ , вместо того, чтобы работать непосредственно с вероятностями п (Отношение п "=" | ψ | 2 ). Некоторые результаты эксперимента не могут быть объяснены классическими корреляциями.

4) Если вы рассматриваете, например, суперпозиционное квантовое состояние с 1 спином, такое как ψ "=" | + г > + | − г > , измерение спина на г ось даст вам всегда + 1 ИЛИ − 1 . Итак, с точки зрения измерения, это ИЛИ , а не И. У вас будет 50% вероятность измерить +1 и 50% вероятность измерить -1.

Спасибо за ваш ответ. Да, вы можете использовать вероятность в классических задачах, но это потому, что в статистической механике просто нереально вычислить все различные силы, в принципе вы можете это сделать. Если бы я отправил электрон в зеркало с той же скоростью, под тем же углом и т. д., то я всегда должен был бы получить один и тот же ответ (классически).
Электрон, как и фотон и т.д., являются квантами (полей). Например, если вы точно знаете импульс (то же самое для скорости) электрона, неопределенность относительно положения бесконечна. Таким образом, вы не можете считать электрон классическим.
Эволюция волновой функции электрона также полностью детерминирована — уравнение Шредингера. Просто ваши наблюдения волновой функции не являются детерминированными, потому что инструменты, которые вы используете для наблюдения, имеют случайную фазу по отношению к изучаемому электрону. Почему случайная фаза? Это снова просто статистическая механика, но уже в квантовой версии.

Существует ключевое различие между вероятностями в классической механике и квантовой механике . В классической механике мы приходим к неопределенным ответам, когда не дается максимальное количество информации о состоянии системы, тогда как в квантовой механике даже при максимальной информации (например, в случае состояния 1 2 ( | + г > + | − г > ) ) наше измерение системы может привести к разбросу ответов, каждый из которых имеет разные связанные вероятности. Результат физического подбрасывания монеты не является полностью случайным, а «случайность» определяется изменением начальных условий (как мы подбрасываем монету). Если бы мы построили робота с достаточной точностью, мы могли бы заставить его подбрасывать монеты с одними и теми же начальными условиями и каждый раз получать один и тот же конечный результат . (Это связано с детерминизмом классической механики, о котором вы говорили.)

Классически начальные условия определяют окончательный результат, поэтому, если бы мы подбрасывали монету с диапазоном начальных положений, импульсов и вращения монеты, результирующее «вероятностное» распределение подбрасываний в общем случае будет зависеть от того, какой диапазон каждого броска из этих величин вы берёте (и естественно распределение по этим величинам).

Я не совсем понимаю ваш вопрос, но, надеюсь, с этой дополнительной информацией вы сможете увидеть ответ, который ищете. Пожалуйста, прокомментируйте, если это не так, и я постараюсь быть более полезным.

Как только вы измерите свойство одного электрона, оно рухнет. Это квантовая случайность . Таким образом, классической аналогии нет.

Различают два вида случайности:

  1. классическая случайность , неизвестная, потому что мы ленивы. (вклад в энтропию)
  2. квантовая случайность , неизвестная, потому что Бог играет в кости. (не влияет на энтропию)

Классическая случайность имеет место на всем интервале времени; квантовая случайность возникает только в тот момент, когда коллапсирует волновая функция.

Парадокс ненулевой энтропии в чистом состоянии (см. подробнее, если вас интересует энтропия).

Классический/квантовый бросок монеты
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v