Может ли супердетерминизм разрешить контекстуальность, запутанность и алгоритм Шора в квантовой механике?

Супердетерминизм — это идея о том, что кажущаяся свобода выбора экспериментальных аппаратов и их настроек есть не что иное, как иллюзия. Контекстуальность — это зависимость свойств системы от выбора измерительного прибора. Однако что, если нет «свободного» выбора настроек измерения, т.е. настройки измерения не являются свободно изменяемой независимой степенью свободы? Неравенства Белла требуют контрфактических настроек поляризации, но что, если настройка поляризации могла быть только одной, а не какой-либо другой? Что касается способности алгоритма Шора факторизовать большие целые числа и вычислять дискретные алгоритмы, может быть, ответы, полученные в конце, ретропричинно определяют числа, введенные в квантовый компьютер в первую очередь, так что это не могло быть никакое другое число?

Есть ли абсолютно фатальные возражения?

Супердетерминизм требует либо возможности инвертировать односторонние функции, ретропричинности, либо скрытого локального дублирования удаленных вычислений в квантовых системах. Что, если выбор настройки измерения определяется детерминированной односторонней функцией?
Возможно, этот вопрос следует защитить, учитывая все эти «ответы» новых пользователей, задающих новые вопросы.

Ответы (3)

Что бы вы признали абсолютно фатальным возражением?

Отбросим в сторону тот факт, что это более или менее предположение о том, что экспериментальная физика обречена на неспособность точно выявить важные особенности мира и что наука обречена. Эти последствия делают этот вопрос более подходящим для Philosophy.SE, чем здесь; но ничего страшного — давайте займемся философским вопросом и примем, что вполне допустимо (хотя и не очень продуктивно для практического применения), что предприятие современной физики бесполезно.

В основном мы обсуждаем здесь вопрос о том, ограничивается ли сознательный человеческий выбор локальными скрытыми переменными таким образом, детерминистической вселенной, что он приводит к выбору измерений, которые обнаруживают корреляции, которые кажутся невозможными .для локальных скрытых переменных; или ограничен ли сознательный человеческий выбор в отношении того, какие числа мы хотели бы факторизовать, так что мы выбираем факторизовать только те числа, которые скрытые переменные квантовой системы оказались полезными для факторизации. А именно: что наш мозг — одна из самых сложных неуправляемых систем, которые нам известны, — либо обладает огромным запасом тайных соотношений с окружающим миром, либо настолько предрасположен к попаданию такой тайной информации, что служит постоянному воспрепятствовать любой попытке обнаружить тот факт, что мир вокруг нас не является случайным и не включает в себя каких-либо явных нелокальных эффектов.

Это картезианская паранойя в чистом виде. Чтобы детерминистская физика породила сознательных агентов, таких как мы, и в то же время обманула нас результатами, которые кажутся обычно вероятностными, с разумной конвергенцией частот событий к надежным средним значениям, заставляя нас думать, что мы выбираем проводить измерения, результаты которых кажутся случайными, но коррелированы таким образом, что не поддаются расширению локальными скрытыми переменными, — мне кажется, для этого требуется не просто тонко настроенная вселенная, гостеприимная для жизни а-ляантропный принцип, но космологическое совпадение настолько огромное, что требует разумного агента, целью которого является обман; сконструировать муравья именно так, чтобы он мог ковыряться в муравейниках. Хотя эта позиция представляет собой решение таких классических богословских загадок, как проблема зла , действительно ли она кажется более простой гипотезой, чем просто идея о том, что природа является стохастической, и чуть более сложной, чем мы когда-либо имели основания полагать раньше? 1900 г. н.э.?

Учтите и это: если нам удастся построить большой квантовый компьютер, ничто не помешает нам настроить компьютер так, чтобы он умножал каждую пару нечетных простых чисел на 10 6в некотором фиксированном порядке, а затем рефакторинг каждого такого продукта с использованием алгоритма Шора. Таким образом, единственным «выбором», связанным с работой компьютера, являются детали конструкции компьютера, точный момент, когда мы решаем его включить, и математическая теория (вплоть до теории чисел! ), что лежит в основе его работы. Неудачные таинственные сбои компьютера, космический заговор, который пытался обмануть нас, заставив поверить, что квантовая механика должна быть ответственна за точный момент, когда мы включаем компьютер, и за весь ход развития математики и инженерии, приведший к алгоритму Шора и строительство квантового компьютера, чтобы продолжать нас дурачить. Более того, эти силы, столь точно определяющие наше поведение, должны как-то избегать обнаружения.

В настоящее время просто нет оснований считать эту гипотезу разумной. Он до крайности деликатный, и я даже не могу понять, насколько точно должны быть настроены начальные условия, чтобы он стал верным, особенно с учетом того факта, что сложные системы демонстрируют такую ​​неустойчивость, что «космическая ложь» по-видимому, будет быстро выявлено, если начальные условия не были заданы именно так . Только тот, кто был абсолютно привержен детерминизму и локальному реализму, а не любому здравому и прагматическому подходу к эпистемологии или онтологии, мог когда-либо принять его. Но тогда, если мир на самом деле таков, как они описывают, мы не должны их за это винить; в конце концов, у них не больше выбора, чтобы поверить в это, чем я должен довольно косвенно упомянуть, что 11 × 13 = 143.

Это отличный ответ, но позвольте мне добавить одно наблюдение: мне кажется, что супердетерминизм терпит неудачу даже в своей собственной цели — объяснении квантовой нелокальности. Ибо для того, чтобы частицы, из которых состоит наш мозг, измерительные приборы, ЭПР-пары и т. д. участвовали в этом заговоре с начала времен, вам, очевидно, понадобился бы гораздо более радикальный вид нелокальности, чем тот, который вы пытаетесь объяснить! Поэтому мне трудно понять, как кто-то мог не найти это «лекарство» бесконечно хуже, чем болезнь.
@ScottAaronson: Я всегда предполагал, что, как и во всех классических заговорах отдаленных сторон, которые действуют только локально, предполагается, что все это является частью чрезвычайно сложного плана с локализованной отправной точкой: в этом случае Большой взрыв, где все началось в одном и том же месте, так что заговор мог быть возможен в условиях ограничений гипотезы. Существуют ли «супердетерминисты», которые не верят, что материя-энергия в видимой вселенной когда-либо была локализована?
Цитируя первый ответ, > "Но тогда, если мир на самом деле таков, как они описывают, мы не должны > винить их за это; в конце концов, у них не больше выбора верить в это > чем я должен довольно косвенно упомянуть, что 11 ×13 = 143». У меня к вам такой вопрос: можете ли вы логически проследить корни вашего тангенциального восклицания о том, что 11x13 = 143, через приложение причинно-следственной связи? Конечно, вы можете, и если вы не можете этого понять, то вам предстоит долгий путь, мой друг. Зная причинно-следственную связь как факт, как вы могли выбрать утверждение, отличное от 11x13=143?

Я не являюсь исследователем концепции « супердетерминизма », поэтому могу ошибаться в некоторых исторических нюансах этой идеи. Но супердетерминизм — это всего лишь детерминизм. Точнее, это ошибочная попытка найти лазейку в теореме Белла, заметив, что детерминизм, если он верен, применим как к экспериментатору, так и к эксперименту.

Неравенства Белла обычно относятся к эксперименту, в котором есть некоторый выбор в отношении того, что вы измеряете, например, увеличение или уменьшение скорости вращения или угол поляризационного фильтра. Затем вы смотрите на статистику, предсказанную квантовой теорией, и замечаете, что локальная детерминистическая теория не смогла бы их получить, если бы частицы не знали заранее параметры измерения. В любом случае у них нет разумного способа получить это знание, но просто для того, чтобы подчеркнуть, изложение теоремы Белла может подчеркнуть способность экспериментатора выбирать настройки измерения после того, как частицы (например, в ЭПР-паре) направляются к измеряемому объекту . устройство.

В этот момент «супердетерминист» говорит: «Ага! Но если детерминизм верен, тогда выбор экспериментатора был предопределен вплоть до Большого взрыва, так что в принципе частицы имели доступ к информации, подразумевающей, каким будет выбор. " Что верно, но смешно. Мы могли бы поставить эти эксперименты так, чтобы настройки контролировались любым абсурдным механизмом, который вы себе представляете; например, общее количество экскрементов мыши в клетке - если оно больше X, мы измеряем вращение вверх, если оно меньше X, мы измеряем вращение вниз.

Абсурдно предполагать, что микроскопическая причинность Вселенной такова, что она всегда устанавливает скрытые переменные внутри частицы таким образом, который соответствует количеству экскрементов, производимых мышью; или, что то же самое, микроскопическая причинность Вселенной всегда будет подстраивать метаболизм мыши, чтобы соответствовать скрытым переменным на борту приближающейся частицы. И все же это именно то, чего требует супердетерминистская лазейка! (Если у кого-то есть неабсурдная формулировка супердетерминизма, я хотел бы знать об этом.)

Ретрокаузальность , о которой тоже упоминалось в вопросе, — это совсем другое понятие. Ретрокаузальная теория — возможно, нам следует сказать бикаузальная, поскольку она была бы не только ретрокаузальной, но и «прокаузальной» — имеет в себе две стрелы времени, идущие в противоположных направлениях. Таким образом, оно может быть локально прокаузальным и локально ретрокаузальным, и все же иметь пространственноподобную корреляцию и петли во времени. Но ни у кого нет рабочей модели такой теории.

«Супердетерминизм» станет намного менее нелепым, если вы просто сформулируете следующее: в эксперименте, подобном Беллу, ни Алиса, ни Боб не могут «передумать» относительно того, что измерять, без одного или нескольких изменений настроек эксперимента . в далеком прошлом . Если вы измените любой из этих параметров, может измениться или не измениться не только количество помета мыши, но и весь эксперимент будет сброшен. Это уже снимает противоречие Белла. Никакой нелокальный физический закон не нужен.
Непосредственной причиной экспериментальных настроек является количество мышиного помета. Так что в данном случае цепочка причин и следствий от далекого прошлого до выбора эксперимента проходит через мышиное нутро. Цепочка причин и следствий от далекого прошлого до, например, фотонов в паре ЭПР не имеет места. Так что это все еще нелепо, потому что утверждает, что пищеварение грызунов является высокоточной средой для передачи информации о том, в каком субквантовом вакууме мы находимся.
Как вы представляете себе изменение в далеком прошлом, которое влияет на кишечник мыши, но не на фотоны ЭПР? Даже если фотоны ЭПР находятся за пределами светового конуса, я могу просто отправиться дальше в прошлое… вплоть до инфляционной ранней Вселенной, если это необходимо.
Далекое прошлое является причинным предшественником как экспериментальных установок, так и пары ЭПР. Но в условиях эксперимента локальная причинно-следственная цепочка «проходит» через мышь, тогда как для ЭПР-пары этого не происходит. Сценарий таков, что выбор экспериментальной установки определяется тем , что происходит внутри мыши, сложным макроскопическим процессом...
поэтому вы не можете получить правильную статистику, просто полагаясь на то, что субквантовый вакуум везде одинаков.
@ Митчелл: даже если логическая цепочка не проходит через кишечник мыши, она сбрасывает данные для эксперимента ЭПР. Таким образом, на фотоны влияют прошлые данные.
Печально то, что я не могу вбить людям в голову, что контрфактические измерения не имеют смысла, даже в теориях КА. Операторы, не являющиеся диагональными в базисе КА, не могут быть измерены. Пункт, который, кажется, все время ускользает, заключается в том, что КА может быть настолько сложным, что для описания результатов макроскопического наблюдения не нужны никакие контрфактические измерения. Вот почему недиагональные операторы, тем не менее, могут быть чрезвычайно полезны для описания промежуточных результатов квантовых вычислений.
Не нужно думать о контрфактах. У вас может быть много экземпляров одного и того же эксперимента (но с разными настройками), происходящих в одном и том же пространстве-времени. Смысл теоремы Белла состоит в том, что вы не можете получить правильные частоты для результатов локальной детерминированной физики, если только вы не настроите искусственно микроскопические причины в каждом отдельном месте, чтобы получить желаемые частоты.
Я никогда не говорил, что фотоны не затронуты прошлым. Проблема в том, что экспериментальные установки могут управляться сколь угодно сложными макроскопическими процессами. Когда это происходит в двух или более местах, разделенных подобно пространству, общий субквантовый вакуум никак не может быть общей причиной корреляций Белла...
В каждом месте есть только локальная копия вакуумных данных, но для создания корреляций аппарату в каждом месте также необходимо «знать» настройки аппарата в другом месте, которые не определяются вакуумными данными. , они определяются макроскопическими процессами управления.
@ Митчелл: Вы согласны со следующим? У ваших «произвольно сложных макроскопических процессов» есть прошлое; изменить настройку поляризационного фильтра а , вы должны изменить это прошлое. Сбросив прошлое, «локальные данные вакуума», как в а и в б , изменится полностью. Я хочу сказать, что фотон а или в б проходит, трудно или невозможно вычислить в детерминистской теории. Только шансы могут быть рассчитаны с использованием QM в качестве инструмента. Приемлемо или нет?
Вы должны показать, как измененное прошлое может давать правильные шансы без чудесной тонкой настройки , когда правильные шансы зависят от экспериментальных настроек, а экспериментальные настройки зависят от веса мышиного помета, или количества ударов молнии по модулю 2, или n-го числа. цифра числа пи или любые другие входные данные, которые можно использовать для управления процессом управления...
Мы можем сделать выбор настроек зависимым от детерминистически хаотического процесса. Этот хаотический промежуточный процесс обязательно рандомизирует любой «сигнал», существовавший в локальном микроскопическом физическом состоянии. Таким образом, единственный способ получить правильную статистику результатов эксперимента — экспоненциальная подстройка начальных условий.
@ Митчел: ЦС — это универсальный компьютер, поэтому он неинтегрируемый. Я думаю, что мое CA-квантовое отображение просто доказывает , что CA генерирует «чудесную точную настройку». Это не совсем рандомизирует. Он вычисляет более точно, чем мышь, так что да, он контролирует кишечник мыши. Теперь вспомните, что КТП, сгенерированная КА, по-прежнему подчиняется квантовой причинности (т. е. коммутаторы исчезают за пределами светового конуса), так что точная настройка все еще является причинной, что делает ее немного менее «чудесной». Мы никогда не сможем замкнуть этот универсальный компьютер, но мы можем вычислить его корреляции, используя отображение на QM.
То, что эти корреляции «абсурдны» или «смехотворны», для меня недостаточно веский аргумент. Кишечник мыши, мозг, плавниковая машина — все они подчиняются законам сохранения, таким как энергия и угловой момент, а также законам термодинамики. Поэтому они также подчиняются унитарности. В этом нет ничего абсурдного или смешного. Просто сделайте CA - квантовое отображение.
Что касается ваших построений: я ожидаю, что теорема Белла не имеет отношения к свободным бозонным полям, потому что физика недостаточно богата, чтобы сделать измерительный прибор. Я не уверен насчет струны, но если вы можете реализовать там сценарий Белла, я думаю, что он должен быть в пространстве, полученном нелокальным преобразованием (голографическим, твисториальным, ...?) целевого пространства. Не должно быть возможности создавать нарушения Белла непосредственно в целевом пространстве по обычным причинам.
Я был бы рад продолжить в "чате", но я не собираюсь тратить свое время, пытаясь понять, как это сделать.
Когда обсуждение становится таким продолжительным, этот веб-сайт автоматически начинает предлагать вам «перейти в чат». Я нажал «да», и это последнее сообщение было автоматически сгенерировано... Ссылка ведет в чат, созданный для продолжения этой дискуссии. Чтобы опубликовать там, у вас должна быть учетная запись на «stackexchange.com», которая отличается от «physics.stackexchange.com», хотя вы можете импортировать данные своей учетной записи с этого сайта.
Важно добавить взаимодействия, что сделает CA нетривиальным. Только тогда мои аргументы имеют смысл. Без этого они тоже работают, но это формальности и семантика. Взаимодействия превращают ваш ЦС в универсальный компьютер. Вы по-прежнему можете «решать» уравнения CA, но вы не можете ускорить их, используя, скажем, методы ренормализационной группы (RG), чтобы перейти к более крупным шкалам времени и расстояния. Поэтому вам понадобится компьютер с планковскими размерностями. Сегодня этого нет.
@ G.'tHooft, мне кажется, что ваш супердетерминизм - это просто необходимость, когда вы сказали ... «Как вы представляете изменение в далеком прошлом, которое влияет на кишечник мыши, но не на фотоны ЭПР? Даже если Фотоны ЭПР находятся за пределами светового конуса, я могу просто отправиться дальше в прошлое» . причинно-следственная цепь, составляющая мир, не может быть иной, существует только один способ существования мира.
@G.'tHooft и в physics.stackexchange.com/questions/32203/… «если вы хотите изменить свое мнение о том, что измерять, потому что у вас есть« свободная воля », то это изменение мнения всегда уходит своими корнями в прошлое, вплоть до времени -> минус бесконечность, нравится вам это или нет"
@MitchellPorter Похоже, ваша идея теперь превратилась в «функцию опускания мыши». См. стр. 141 (и в другом месте) arxiv.org/abs/1405.1548v1 . :)
Аргументы о том, что супердетерминизм нелеп, выглядят подозрительно связанными с человеческими эмоциями и суждениями, на которые природе наплевать. Тем не менее, действительно восхищаюсь @G.'tHooft за защиту своей позиции и даже последующее включение этого разговора в статью. Почему мне кажется, что как только у нас будет полное описание главной петли Вселенной, супердетерминизм внезапно перестанет выглядеть нелепо и будет преподаваться первокурсникам-физикам как очевидное?

Супердетерминизм — это просто теория о том, что детерминизм предопределен. Чтобы это было правдой, мы говорим, что что-то может произойти только из ничего, тем самым устанавливая истинную причину и следствие. Все, что «по-настоящему» случайно, не может существовать до своего собственного существования. Только одна вещь может удовлетворить таким требованиям, и это истинная каузальная дихотомия, которая была бы нелокальной по отношению к своему действенному состоянию, т. е. вращению, которое мы наблюдаем как локальное. Следуй за мной так далеко?

Если да, то, возможно, вы найдете мои выводы по этой важной теме:

http://fqxi.org/community/forum/topic/1809

... Джон Белл был прав: «Есть способ избежать вывода о сверхсветовых скоростях и жутких действиях на расстоянии. Но он включает в себя абсолютный детерминизм во Вселенной, полное отсутствие свободы воли».

Ваше описание супердетерминизма неверно. Для введения см. Hossenfelder and Palmer 2019 (препринт) и Hossenfelder 2020 (препринт).