Раздел: Квантовая механика

Представление Гейзенберга

Декабрь 7, 2018

Векторы состояния являются чрезвычайно полезным инструментом для анализа квантовых систем. Однако не следует забывать, что они являются всего лишь математическим инструментом. Они ненаблюдаемы в принципе. Не надо считать, что без них квантовая механика невозможна, и уж тем более отождествлять их с физической реальностью. Изначально отцы-основатели пользовались только операторами. Первая формулировка квантовой механики вообще не содержала… Читать дальше »

Многомировая интерпретация

Ноябрь 30, 2018

К настоящему моменту появилось множество интерпретаций квантовой механики. Целью всех альтернативных интерпретаций является формулировка квантовой механики в более интуитивных терминах. Особенно всех тревожит отсутствие свойств объектов до измерения и резкий коллапс вектора состояния при измерении. В процессе этих переформулировок стараются все-таки сохранить предсказания классической Копенгагенской интерпретации, поскольку они соответствуют результатам экспериментов. Некоторые интерпретации относительно безобидны… Читать дальше »

Почему амплитуды вероятности возводятся в квадрат?

Ноябрь 16, 2018

То, что для получения вероятности необходимо возвести абсолютное значение амплитуды вероятности в квадрат обычно вводится в виде постулата. Однако, если быть более точным, то постулировать достаточно лишь связь длины вектора в Гильбертовом пространстве с вероятностью. Необходимость возведения длины в квадрат следует из теории вероятностей и теоремы Пифагора. Покажем почему это так. Согласно постулату об измерении,… Читать дальше »

Двухщелевой эксперимент

Ноябрь 2, 2018

Квантовая механика позволяет предсказать только вероятности осуществления тех или иных событий. Но она кардинальным образом отличается от классической теории вероятностей. Продемонстрируем эти отличия на знаменитом примере двухщелевого эксперимента. Лазер испускает фотоны в направлении пластины с двумя щелями за которой расположен фоточувствительный экран. Давайте посмотрим что будет происходить с точки зрения классической механики и теории вероятностей.… Читать дальше »

Копенгагенская интерпретация

Октябрь 21, 2018

Термин «Копенгагенская интерпретация» начал широко использоваться только с 50-х годов, то есть более двух десятилетий спустя появления самой квантовой механики. Фактически он означает понимание квантовой механики как ее видели отцы основатели: Вернер Гейзенберг, Пол Дирак, Вольфганг Паули, Макс Борн. Появление столицы Дании в физическом термине связано с Нильсом Бором – гуру того времени по атомной… Читать дальше »

Кот Шредингера

Октябрь 12, 2018

Как мы видели в предыдущем видео, постулат об унитарной эволюции квантовых систем во времени вступает в конфликт с постулатом об измерении. Постулат об унитарной эволюции проверен экспериментально с огромной точностью, считается сейчас фундаментальным и применимым всегда. Посмотрим, что же произойдет если отказаться от постулата об измерении и применять только унитарные операторы эволюции. Итак, пусть испускаемый… Читать дальше »

Проблема измерения

Октябрь 2, 2018

К настоящему моменту, спустя целых 33 выпуска, у нас наконец есть все ингредиенты, чтобы более подробно поговорить об измерении, наблюдателях, наблюдениях, интерпретациях и тому подобных вещах. Аспект связанный с измерением является самым обсуждаемым и критикуемым со стороны лжеученых. Объем неверной информации просто зашкаливает. Напомним как математика квантовой механики описывает процесс измерения. Пусть мы хотим измерить… Читать дальше »

Теорема о запрете клонирования

Сентябрь 21, 2018

Возможность копирования информации интуитивно кажется нам очевидной. В конечном счете вся эволюция человечества сопряжена с передачей знаний от одного поколения к другому. Сначала только устно, затем с помощью письменности.  Книги копировались с незапамятных времен. С развитием цифровых технологий операция копирования данных стала просто повседневностью. Цифровых копий можно получить сколь угодно много и без потери качества.… Читать дальше »

Квантовые вычисления

Сентябрь 14, 2018

В представлении Шредингера изменение кубита во времени под действием унитарных операторов удобно представить графически. Данный подход широко используется в области квантовых вычислений. Так называемые квантовые цепи служат аналогом графического представления электрических цепей. Они также строятся из набора вентилей или гейтов по аналогии с цифровыми вентилями «И», «ИЛИ», «НЕ», триггерами, регистрами, сумматорами и так далее. Пусть… Читать дальше »

Эволюция во времени

Сентябрь 6, 2018

Хотя в предыдущих частях мы говорили о движущихся электронах и фотонах,  фактически все системы были статическими, не зависящими от времени. Пришло время поговорить как в квантовой механике описывается временная эволюция. Согласно постулату, наблюдаемым величинам в квантовой механике соответствуют эрмитовы операторы. Соответственно, если эта величина меняется во времени, то логично предположить, что матрица эрмитового оператора должна… Читать дальше »