Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет dibr ([info]dibr)
@ 2009-09-30 21:50:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
физика, да
     Физики, хелп? (Не физики - "не хелп", на этот раз не физикам действительно вряд ли будет интересно).

     В моём посте трёхгодичной давности (нет, ходить туда не надо, там чёрт ногу сломит, а вкратце я тут расскажу), в комментах, мне внезапно предложили концепцию сверхсветового телеграфа. Которую я, конечно, окончательно и бесповоротно разбил в пух и прах... ну, уж на пару часов-то точно удалось отбросить, а там я не виноват что подкрепления со стороны ортодоксальной физики не подоспело :-)
     В-общем, после быстрой, но плодотворной дискуссии, внезапно выяснилось, что что-то я не понимаю в устройстве этой вселенной. А может, учебники не те читаю...

     Суть такова. Квантовая механика (угу, я опять про неё), утверждает, что даже имея фотон в состоянии с "определенной" (но неизвестной нам) поляризацией (для простоты пусть только линейной), мы не можем измерить поляризацию единичного фотона с произвольной точностью, но можем получать только вероятностный результат от её проекции на базис (т.е. можно только "кинуть фотон в полярик, и посмотреть пройдёт ли"). Если придумать метод, при помощи которого можно было бы измерить с произвольной точностью поляризацию фотона (в предположении что она определена и является линейной), в КМ развалится много чего - эксперимент по квантовой телепортации можно будет несложно переделать в сверхсветовой телеграф, можно будет легко взломать код реальности и перенастроить матрицу под себя квантовую криптографию (которая "неломаема в силу фундаментальных свойств мира"), а рикошетом, думаю, этот метод просто снесёт фундамент КМ, оставив только надстройки в виде "дифракции на щелях" и прочих экспериментов позапрошлого века. В-общем, довольно фундаментальная это вещь в КМ - невозможность в точности измерить поляризацию единичного фотона, даже если известно что поляризация определена.

     С другой стороны - рассмотрим, к примеру, лазер. Который "лайт амплификейшн бай стимулейтед эмишшн [оф] радиэйшн". Точнее, рассмотрим собственно "стимулейтед эмишшн" - вынужденное излучение. Это, напомню, когда мимо сексуально электронно-возбуждённого атома пролетает фотон, и от одного вида этого фотона атом сбрасывает своё возбуждение, излучая ещё один фотон, очень похожий на пролетавший мимо. На этом эффекте, собственно, основан лазер (а то вдруг кто не знал).
     Доступная в интернет "быстрорастворимая" литература, от попсовой вики-«счас-поправлю»-педии, до расово верной тора-диции, и даже материалистического оплота марксизма-энгельсизма - Большой Советской Энциклопедии, не говоря уже о всякой мелочёвке, дружным хором утверждают, что "фотоны, испускаемые при В. И., совпадают по частоте, направлению распространения и поляризации с фотонами, вынуждающими их испускание. Индуцирующий фотон при этом не поглощается". Обращу внимание - не просто "похожи" или там "приблизительно такие же", а совпадают! В том числе по поляризации. И фотона становится два, бо первый фотон никуда не делся. Оффлайновый опрос близлежащих физиков также привёл к подобному результату, пару раз мне даже порывались написать какие-то формулы с дельта-функциями и странным явно еврейским названием.
     Но если это так, то получается следующая фигня. Имея одиночный фотон с определённой (но неизвестной) поляризацией, мы можем просто-напросто запустить его в "активную среду", где будет много-много возбуждённых и готовых вынужденно излучить фотон атомов. Фотон спровоцирует вынужденное излучение ещё одного, являющегося точной(!) копией оригинала, как минимум в том что касается поляризации, дальше процесс пойдёт лавиной, и на выходе мы поимеем стотыщмиллионов фотонов с одинаковой поляризацией. А имея не один-единственный фотон, а дофига его клонов - измерить поляризацию с любой необходимой точностью можно легко и непринуждённо.

     Но это же сломает квантовую механику!!!

     Поэтому я в размышлениях. Ясно, что где-то ошибка :-) У себя я ошибок не вижу (хотя и допускаю), в ошибки в КМ я не верю. Остаётся ошибка в описаниях вынужденного излучения - но, казалось бы, не везде же сразу? Или таки да?

     Есть тут оптики и/или квантовые механики? Хелп, а? Только того, со ссылками если что - идей-то у меня своих навалом, мне бы обоснование... ;-)))


(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)


[info]dibr@lj
2009-09-30 17:08 (ссылка)
Вот не можем, и всё тут. Если можем - расскажите как, для неотупевших?

Имеем фотон, знаем что он имеет определенную (но неизвестную нам) линейную поляризацию. Поставили полярик (например, вертикальный), пульнули в него фотон. Получили на выходе ровно один бит информации: "фотон прошёл" (единица) или "фотон не прошёл" (ноль).

Как теперь из одного бита информации (надеюсь, я не зря аж два раза написал слово "единичный" перед словом "фотон") получить непрерывное значение от 0 до pi? Я таких методов не знаю, и вроде бы никто не знает :-)

А ваши эксперименты я как-то не очень понимаю. Я же прямо написал, что когда фотонов дофига одинаковых - никаких проблем измерить поляризацию нет. Ну так и в ваших примерах - дофига одинаково поляризованных фотонов (лазер или лампочка с поляризатором), но я не вижу чем это могло бы помочь при измерении поляризации одиночного фотона.
Это если отвлечься от того, что описать собственно метод измерения поляризации в этих примерах вы почему-то забыли, ограничились парой демонстраций того, что "идеальный поляризатор идеально работает" ;-)))

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]david_m@lj
2009-09-30 17:29 (ссылка)
Всё, понял о чём Вы. Я же говорю, физик я тупой и всё забывший:)

(Ответить) (Уровень выше)


[info]david_m@lj
2009-09-30 17:48 (ссылка)
Кажется, я понял, что может спасти ситуацию с лазерами. Вы предполагаете, что все индуцированные фотоны будут взаимодействовать с поялризатором независимо, и за счёт статистики мы сможем узнать об их поляризации. А так ли это? Ведь лазерный свет — это бозе-конденсат, у всех фотонов ОБЩЕЕ состояние и общая ВФ, по построению. Говоря другими словами, они тоже все являются спутанными друг с другом с условем «иметь одинаковую поляризацию». Если один фотон из этого конденсата (некорректно говорить об одном фотоне из конденсата, но уж ладно) при измерении (прохождении через поляризатор) выдаст некую поляризацию, то и все остальные обязаны выдать ту же. Иными словами, весь импульс либо пройдёт через поляризатор либо нет.

Конечно, это трудновато представить наглядно, но для КМ это ведь обычная ситуация:)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-09-30 17:55 (ссылка)
А это интересная мысль.
Если все индуцированные фотоны действительно спутаны с условием "иметь идентичную поляризацию", тогда единственный поляризатор действительно "разрушит" поляризацию всех фотонов, и измерить ничего не удастся (то есть, информации будет получено ровно столько же, как и для одиночного фотона).

Осталось найти ссылку, подтверждающую что все индуцированные фотоны - спутаны с таким условием :-) То есть, это выглядит разумным, но пока не очевидным :-)

(Ответить) (Уровень выше)


[info]dibr@lj
2009-09-30 17:57 (ссылка)
А это интересная мысль.
Если все индуцированные фотоны действительно спутаны с условием "иметь идентичную поляризацию", тогда единственный поляризатор действительно "разрушит" поляризацию всех фотонов, и измерить ничего не удастся (то есть, информации будет получено ровно столько же, как и для одиночного фотона).

Осталось найти ссылку, подтверждающую что все индуцированные фотоны - спутаны с таким условием :-) То есть, это выглядит разумным, но пока не очевидным :-)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]david_m@lj
2009-09-30 17:59 (ссылка)
Ну Вы же сами и привели эту ссылку: «фотоны, испускаемые при В. И., совпадают по частоте, направлению распространения и поляризации с фотонами, вынуждающими их испускание». При вынужденном излучении копируется квантовое состояние фотона. А как вы скопируете состояние, не запутавшись? Никак.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-09-30 18:05 (ссылка)
Ээээ... ладно, мысль понял, ушёл думать :-)
То есть, звучит разумно, но "как это обычно бывает с КМ" - в голове мысль пока не улеглась :-)

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]david_m@lj
2009-09-30 18:19 (ссылка)
И кстати. У Вас же весь парадокс построен на том, что два спутанных фотона порождают два спутанных пучка. В каждом пучке поляризация спутана с поляризацией породившего его фотона. Так что тут всё по построению.

Если в каждом пучке поляризация будет гулять как ей хочется, никакого парадокса и не останется.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-09-30 18:26 (ссылка)
Мне достаточно одного пучка. Пусть Алиса в эксперименте квантовой телепортации просто ставит свой поляризатор под 0 градусов или под 45 градусов (задавая базис, в котором будет определено значение поляризации ЭПР-пары), а Боб - запускает своим фотоном лавину вынужденного излучения, измеряет её поляризацию, и по точному значению поляризации (0, 45, 90, 135 градусов) - определяет положение поляризатора Алисы. Вот и сверхсветовой телеграф :-)

Но если весь пучок "запутан" с исходной парой - то Боб действительно ничего хорошего не намеряет...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]david_m@lj
2009-09-30 21:27 (ссылка)
Вот этого я, кстати, не очень понимаю. Ну поставила Алиса поляризатор. Увидела что фотон прошёл — то есть, схлопнулся в состояние, сонаправленное с её поляризатором. Теперь идём к Бобу с его Точным Измерителем Поляризации. Боб, по идее, должен намерить то же направление, в каком был развёрнут поляризатор Алисы. Ок, но ведь фотон Алисы с тем же успехом мог и не пройти через её поляризатор. И что тогда увидит Боб? Да всё что угодно.

В чём я неправ?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-10-01 01:43 (ссылка)
Думаю, как раз в том что Боб не может измерить точное значение поляризации :-) Поскольку эта "проблема" наследуется из обычного эксперимента по квантовой телепортации - там она тоже есть. А если "точного измерителя" не существует - то и проблемы не существует...

(Ответить) (Уровень выше)


[info]slowkukuing@lj
2009-10-03 15:10 (ссылка)
Первая ошибка(?): после "коллапса" фотон Алисы приобретает поляризацию сонаправленную с поляризатором (и проходит) или перпендикулярную (и не проходит).
Вероятность "пролезть" через полярик определяется выражением cos2(φ)

Самое смешное, что даже если в случае "поглощения" Алисиного фотона поляриком результирующая поляризация неопределенна (т.е. равновероятна по любому из углов), предложенная схема "атаки" - http://dibr.livejournal.com/266002.html?thread=2842898#t2842898 - не меняется.

Я склонен полагать, что где-то всё-таки в построениях есть ошибка. Чтобы было легче искать, попробую перечислить основные "опорные точки".
Пусть "префикс" "*:" означает постулаты в истинности которых есть уверенность, а "?:" - те, которые под сомнением и/или не подтверждены.

*: мы можем порождать одиночные фотоны с заданной поляризацией (следствие схемы Квантовой Криптографии, которая была реализована на практике)

*: "Вынужденное Излучение" порождает пару "спутанных" фотонов; при этом вектор поляризации определён и равен вектору поляризации индуцирующего фотона (основания: 1) "лазер", 2) "Теорема о Запрете Клонирования", которая не запрещает порождение спутанных пар, но запрещает клонирование)

?: полученную пару мы можем развести, не нарушая спутанность и вектор поляризации. Т.е. один фотон послать Алисе, а второй - Бобу

*: свойство спутанных пар: после измерения Алисы, фотон Боба принимает тот же вектор поляризации (что и Алисин фотон) и "распутывается"

*: "принцип работы полярика".

*: в зависимости от выбранной Алисой схемы измерения ("сонаправленный" полярик или повёрнутый на 45 градусов), распределение на стороне Боба меняется _известным_ и _отличимым_ образом.

*: поскольку Боб "слишком много знает" о схеме измерения (он знает исходный вектор поляризации и знает какие действия Алиса может, по соглашению, предпринимать), он может "статистически достоверно" отличить один тип распределения от другого и однозначно привязать результат к действиям Алисы (т.е. определить ориентацию полярика на её стороне).

(Ответить) (Уровень выше)


[info]sergey_cheban@lj
2009-09-30 18:34 (ссылка)
Ок. Берём 180 поляризаторов, поворачиваем их на угол от 0 до 179 градусов. Из лазера берём 180 фотонов, пропускаем их через поляризаторы. Смотрим, где фотоны проскочили, а где нет. Какую картину получим?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-09-30 18:49 (ссылка)
Обычное случайное распределение вида cos2(ф). Нюанс в том, что если фотоны в пучке не запутаны друг с другом - максимум распределения укажет на поляризацию исходного фотона. Если же фотоны в пучке запутаны - максимум распределения укажет поляризацию исходного фотона "приблизительно" (с распределением вероятности того же вида - cos2(ф1-ф2)), поскольку измерение одного ("первого") фотона из пучка, схлопнет все фотоны к одной поляризации по базису того полярика, с которым повезло провзаимодействовать "первому" фотону.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sergey_cheban@lj
2009-09-30 19:29 (ссылка)
"Первый фотон" вообще ещё 5 мкс назад у Алисы с поляризатором провзаимодействовал. (Хотя это, разумеется, от системы отсчёта зависит).

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-09-30 19:36 (ссылка)
Провзаимодействовал. И в результате все фотоны пучка оказались поляризованы (к примеру) вертикально. А через 5 мкс один из фотонов пучка попал на поляризатор, расположенный под 77 градусов, и поглотился (не повезло ему). В результате чего все фотоны пучка приобрели поляризацию 13 градусов. Далее второй фотон пучка провзаимодействовал с поляризатором под 38 градусов... ну, и так далее.

В обычном эксперименте по КТ поляризатор Боба тоже может быть повёрнуть под "непрямым" углом к поляризатору Алисы. И фотон Боба либо пройдёт, либо не пройдёт через его поляризатор...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-09-30 19:38 (ссылка)
> 13 градусов

167 конечно, торможу :-)

(Ответить) (Уровень выше)


[info]sergey_cheban@lj
2009-09-30 20:00 (ссылка)
Не понимаю. Имеем 181 одинаковых поляризаторов (из них один - у Алисы, остальные - у Боба). Фотоны Алисы и Боба запутаны. На какой из поляризаторов попадёт первый фотон - зависит от системы отсчёта. И что? Неужели распределение у Боба будет отличаться от распределения у Алисы?
Да, фотоны Боба запутаны друг с другом. Но и фотон Алисы запутан с ними. А значит, результаты измерения поляризации не должны противоречить друг другу.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]dibr@lj
2009-10-01 01:40 (ссылка)
При 181 одинаковых поляризаторах все фотоны разом пройдёт или разом не пройдут. Поскольку первый фотон, где бы он не провзаимодействовал, задаст поляризацию остальным, а эта поляризация однозначным образом раскладывается в базис остальных поляризаторов.

> А значит, результаты измерения поляризации не должны противоречить друг другу.

А где противоречие-то?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]sergey_cheban@lj
2009-10-01 18:31 (ссылка)
Виноват, неточно выразился. Я про 1 поляризатор у Алисы и 180 поляризаторов у Боба, расположенных с шагом в 1 градус.
1. Фотон у Алисы взаимодействует с поляризатором и тем самым задаёт поляризацию фотону Боба.
2. Боб с помощью лазера копирует свой фотон и подаёт копии на 180 поляризаторов.
3. В результате Боб получает какое-то распределение прошедших через поляризаторы фотонов в зависимости от угла. поворота поляризатора.
4. Такой подход позволит Бобу узнать поляризацию принятого фотона со сколь угодно высокой точностью.

Кроме того, я полагаю, что и при пропускании лазерного пучка через один поляризатор этот пучок не поглотится полностью и не пройдёт полностью, если исходный фотон был поляризован, допустим, под углом 45 градусов к ориентации поляризатора. Т.е. результаты пропусканий запутанных фотонов через поляризатор хоть и коррелируют друг с другом, но не тождественны.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]david_m@lj
2009-09-30 21:27 (ссылка)
Это Вы хорошо спросили:) Не готов сходу ответить.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]slowkukuing@lj
2009-10-02 14:48 (ссылка)
>> Ведь лазерный свет — это бозе-конденсат, у всех фотонов ОБЩЕЕ состояние и общая ВФ, по построению. Говоря другими словами, они тоже все являются спутанными друг с другом... <<

А какая операция "распутает" эти фотоны ? (ну не век же им "по этой чёртовой пустыне мотаться"[c])

Более конкретный вопрос: у нас спутанность "mutually inclusive" ? т.е. если спутаны импульсы, то и поляризации спутаны, а если "распутать" импульсы, то и поляризации "распутаются" ?

Если да, то "распутает" ли импульсы измерение этого самого импульса (т.е. частоты фотона), напр. простым спектрометром.
Если да, то что станет с вектором поляризации ? (т.е. разрушится ли "исходное" распределение или нет?)

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -