Уже лет десять волею судеб всем объясняю, кто такой кот Шредингера

Уже лет десять волею судеб всем объясняю, кто такой кот Шредингера. Это всегда непросто, - не люблю воспроизводить готовые объяснения, каждый раз пытаюсь понять заново, – и за эти годы мое понимание, конечно, менялось.

К столетию квантовой механики расскажу о коте поподробней, а сейчас хочу коротко напомнить про смысл его существования. Кот Шредингера был создан, чтобы указать на парадокс, на разрыв в понимании. Если законы квантовой механики верны, то можно сделать ящик с котом Шредингера – но ведь нельзя же, не видим мы вокруг никаких котов Шредингера (ну, кроме меня). А на то, что законы квантовой механики верны, однозначно указывают все экспериментальные факты, собранные за последние сто лет.

Понимаете? Есть как будто два разных мира – наш и квантовый – с совершенно разными законами, с разной математикой и философией – и мы можем наблюдать это в массе экспериментов. Но на самом деле ведь мир один, - мы просто меняем масштаб, смотрим на мир то через лупу, то без нее. И как реальность квантового мира превращается в знакомую нам реальность, совершенно непонятно.

Я сейчас вспомнил об этом парадоксе в связи с тем, что осознал очень интересную вещь - создавая квантовые компьютеры, разработчики пытаются построить мостик между нашим и квантовым миром. Решить инженерными методами то, что не может решить теория. Об этом рассказал Станислав Страупе, руководитель сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий физического факультета МГУ и руководитель научной группы Российского квантового центра:

«Работы по квантовым вычислениям прощупывают границу между макромиром и микромиром. На квантовый компьютер можно смотреть как на квантовую систему, которую мы постепенно все увеличиваем и увеличиваем в масштабе. Сам факт создания таких устройств возможен только если мы сумеем раздвинуть границы квантовой сети, если сможем распространить законы микромира на большие системы.

Многие считают, что процессы, протекающие в квантовом мире отдельных частиц, невоспроизводимы в больших системах, потому что они неизбежно трансформируются в классические, либо становятся неуправляемыми. Словно есть неизвестный нам фундаментальный принцип, который запрещает существование кота Шрёдингера. Ведь шрёдингеровские котики по улицам не бегают. А почему? Как происходит эта смена физических законов при переходе от «микро-» к «макро-»? Квантовой механике в 2025 году исполнится сто лет, но по сей день нет полной ясности, как именно классический мир возникает из квантового при росте масштаба.

Поэтому экспериментально создать квантовую систему большого масштаба очень сложно. Некоторые учёные полагают, что и невозможно, что мы никогда не научимся управлять сотнями кубитов. В том числе поэтому так важен прогресс в области создания квантовых компьютеров, который мы наблюдаем в последние несколько лет. Теперь мы точно знаем, что можем делать большие системы, работающие по законам квантового мира.

Эта граница между классическим и квантовым миром, конечно, условная. Неизвестно, с какого числа начинается куча. Но понятно, что чем больше частей взаимодействует, тем больше система стремится вести себя как классическая. Мне кажется, очень важное достижение состоит в том, что мы эту границу постоянно отодвигаем. Если десять лет назад система из десятка кубитов считалась достижением мирового уровня, то сегодняшние разработки насчитывают десятки и сотни кубитов. Рекордсмен, чип Condor от компании IBM, и вовсе содержит 1121 кубит. Но это скорее демонстрация возможности масштабирования, потому что использовать тысячу кубитов одновременно мы пока не умеем»

(эти слова Страупе взяты по большей части из очень интересного, но пока не опубликованного интервью Виталию Лейбину, и еще частично из пока не вышедшей передачи по моему сценарию)

Получается, секрет создания квантового компьютера – это и ключ к одной из главных тайн Вселенной, - которая, кстати говоря, в каком-то смысле и сама - громадный квантовый компьютер, который сам себя симулирует, - с нашей помощью, конечно, хоть вы нас и не цените, - без наблюдателя все бы так и осталось квантово-неопределенным.

Источник: vk.com

Комментарии: