Искусственный интеллект - [56]

Вместе с тем надо учитывать, что, в отличие от внутренних процессов, наблюдаемая декогеренция во внешнем физическом мире является в большинстве случаев энтропийно-необратимой. Исключения имеют место тогда, когда физик работает с термодинамическими системами, характеризующимися отрицательными, по абсолютной шкале, температурами. Но это тема отдельного разговора.

§5. Принцип двойственности в идеологии квантовокомпьютерных технологий

Неизбежное использование мнимой единит ты в математическом формализме квантовой теории служит признаком двойственного характера квантовых явлений в более глубоком смысле по отношению к тому, что принято называть корпускулярно-волновым дуализмом. Каждому комплексному числу ставится в соответствие сопряжённое с ним число, каждой комплексной функции соответствует комплексно-сопряжённая функция. Этот фундаментальный дуализм в теории квант маскируется тем обстоятельством, что в нерелятивистской квантовой механике на равных правах фигурируют в гильбертовом пространстве как комплексный вектор, так и сопряжённый с ним со-вектор, как исходная волновая функция, так и функция с ней сопряжённая. П.А.М. Дирак в своё время пояснял: «Вследствие взаимно-однозначного соответствия между векторами и со-вс кто рами любое состояние динамической системы в определенный момент времени может быть охарактеризовано как направлением вектора состояния, так и направлением соответствующего со-век-тора» [11;39]. Однако в релятивистской квантовой механике всё выглядит иначе: вектором и со-вскторм описываются разные состояния движения. При общем решении квантово-релятивистского уравнения Дирака выясняется, что с двумя комплексно-сопряжёнными волновыми функциями соотносятся два состояния движения одной и той же частицы, в конкретном случае, электрона: состояние «дос вето вое», энтропийное, и состояние «сверхсветовое», эктропийное [12]. Различие определяется системами, в которых электрон наблюдается. Эктропийное состояние электрона характеризуется отрицательными, по абсолютной шкале Кельвина, температурами.

В рамках фундаментального дуализма квантовая информация разделяется на две дополнительные по отношению друг к другу части: информацию (собственно) квантовую и информацию классическую. Это разделение определяется двумя разными каналами, по которым передаётся та и другая. Чтобы понять, о чём здесь конкретно идёт речь, нам придётся коснуться известной, в физике квантовой информации, теоремы о запрете клонирования.

. Теорема обычно формулируется так: неопределённое, е классическом смысле, квантовое состояние не может быть клонировано. Неопределённость (неизвестность) в данном случае означает, что мы располагаем квантовым состоянием, относительно которого не имеется классической информации.. Из доказательства теоремы становится ясно, о каком именно состоянии идет речь. Из-за чисто технических трудностей, возникающих при вёрстке статьи, я не стану здесь вдаваться в детали доказательства теоремы. Придётся ограничиться небольшим разъяснением её сути. Если один лаборант располагает квантовым состоянием (движения) частицы желает передать его своему другу, находящемуся где-то в другой лаборатории, то он должен считаться с неизбежной потерей: он не сможет снять с него копию, чтобы оставить её у себя. Получается так, что с наличным квантовым состоянием можешь манипулировать только ты сам или твой партнёр. Акт передачи нельзя представить в виде некоторого процесса, имеющего начало и конец.

Получение копий по отношению к состояниям движения возможно лишь тогда, когда они суть элементы классического мира Таков общий вывод, извлекаемый из данной теоремы. Всё это касается процедуры квантовой телепортации. Отметим здесь два существенных момента Во-первых, как принято в литературе говорить, передача квантового состояния от Алисы к Бобу, происходит так, что Алиса теряет то, что она направляет Бобу, поскольку она не имеет возможности оставить у себя копию состояния. Во-вторых, телепортация осуществляется с помощью двух каналов. Полученная Бобом квантовая информация дополняется классической информацией, которую Алиса диктует Бобу обычным способом по радио или по телефону. Первый канал, как уже указывалось выше, есть канал внепространсгвенный (квантовая информация переносится мгновенно), второй канал пространственно-временной - информация распространяется в пространстве с течением времени.

Хотя теорему о запрете клонирования пытаются как-то увязать с эйнштейновским принципом запрета сверхсветовых скоростей, но в таком увязывании концы с концами не сходятся. Теорема о запрете клонирования и методика передачи квантового состояния от Алисы к Бобу свидетельствуют о том, что преодоление светового барьера как раз имеет место, но только не так, что существуют скорости движения каких-то физических объектов, превышающие скорость распространения света в вакууме. Теорема связана с фактом существования канала мгновенной передачи квантовой информации от одной системы к другой. Проявляющийся таким образом в квантовой телепортации принцип дополнительности (Боровский принцип) распространяется на отношение, имеющее место между физическим вакуумом и пространственно-временным многообразием.