Alles in superpositie

jlx

Hoi hoi,

Ik ben zelf niet echt thuis in het onderwerp quantummechanica of natuurkunde in het algemeen, maar als informaticus stuitte ik op het (voor mij) nieuwe onderwerp kwantumcomputers.

Ik ben hier wat informatie op internet gaan zoeken en kwam op google video terrecht bij 'Perimeter Institute - Harnessing the Quantum World '

Hierin werd onder andere het 'double slit' experiment in besproken wat ik persoonlijk nogal vreemd vind (welkom in de wereld van de kwamtummechanica zullen mensen zeggen).

Wat ik hieruit begreep is dat een observeerder een grote rol speelt op het effect van deeltjes (fotonen hadden ze mee getest) Wanneer er niet gemeten/observeert wordt bevinden deze deeltjes in superpositie. Wat ik al eerder ben tegen gekomen is dat 1 foton een complete letter kan maken.

Misschien een domme vraag voor dit forum maar wat zijn de 'eisen' van een observeerder dan eigelijk? Want het menselijk oog is dan toch ook een observeerder? Waarom heeft het experiment dan alleen een andere uitkomst als er meetapparatuur gebruikt wordt.

Ook wordt er gezegt dat het alleen effect heeft in de micro wereld, en niet de macro. Maar de bouwstenen van alles wat er bestaat komt van kleine deeltjes, die wel in superpositie kunnen zijn. Betekent dat dan wanneer ik mij omdraai alles achter mij zich in superpositie bevindt?

Brinx

Ik ben er niet helemaal zeker van, maar volgens mij wordt 'waarnemer' vaak gedefinieerd als 'meetsysteem met een geheugen'. Een interactie van bijvoorbeeld een foton met een ander willekeurig deeltje, op een zodanige manier dat na afloop van die interactie na kan worden gegaan wat er gebeurd is (dus eventueel nog een hele tijd later!) houdt volgens mij dus een 'waarneming' in. Zolang zo'n interactie in beginsel geen informatie kan bewaren over de uitkomst ervan (zoals de richting die het foton opging na de botsing bijvoorbeeld) is het ook geen waarneming.

Maar dit is puur van horen-zeggen. Er zijn genoeg mensen op dit forum die een betere definitie kunnen leveren, denk ik. Even wachten nog!

Math-E-Mad-X

Echt een goeie, onomstreden definitie van waarnemer bestaat niet en is eigenlijk ook niet echt nodig. In principe kan alles wat een interactie met het foton aangaat als waarneeminstrument gebruikt worden, inclusief het menselijk oog.

Bert

Je snijdt hier een onderwerp aan dat een bron van controverses is. Een heel terechte vraag waarop ik nog nooit een goed antwoord heb gezien. Eén van de balangrijkste tegenstanders van de opvatting dat het er allemaal niet toe doet omdat quantummechanica nu eenmaal de juiste antwoorden oplevert is Bell (van "Bell's inequality"). Niet voor niets heeft hij een artikel geschreven met als titel "Against Measurement". Als je Bell en de titel van dat artikel intikt in google vind je redelijk wat informatie. Bell vond het ook een schande dat Quantummechanica na zoveel jaren nog steeds geen fatsoenlijk grondslagen had.

reindern

Misschien een domme vraag voor dit forum maar wat zijn de 'eisen' van een observeerder dan eigelijk?

Misschien wel de belangrijkste (al meer dan 80 jaar niet beantwoorde) vraag van de quantum mechanica. Als jij het weet mag je het zeggen

ajw

Hier is volgens mij een heel stuk discussie verdwenen. Gisteravond stond hier veel meer.

Marco van Woerden

Ik heb hier laatst nog een leuke lezing over gehad. Klik hier als je mijn opname ervan wilt beluisteren.

jlx

even offtopic, er is idd wat mis hier.

Er staat ook 'verplaatst' voor dit topic terwijl ik hem wel hier gepost heb (tenzij er verplaatst is naar hetzelfde)

En (ik weet de naam niet meer) maar er is 1 grote post weg die behoorlijk interessant was. Nog bedankt daarvoor! Duidelijk en goed verhaal maar het onderwerp blijft me verbazen.

Ik zal die lezing zo eens beluisteren.

Nog 1 vraag. Kunnen deeltjes ook weer terugvallen in superpositie of wanneer het eenmaal tot 1 toestand is vervallen kan het niet meer terug?

reindern

Nog 1 vraag. Kunnen deeltjes ook weer terugvallen in superpositie of wanneer het eenmaal tot 1 toestand is vervallen kan het niet meer terug?

Er spelen meer problemen

. Zo hangt het van de gekozen basis af of een deeltje zich in een superpositie bevindt of niet. Zo geldt voor een deeltje dat zich in een eigentoestand van de spin-in-de-x-richting operator bevind, dat het in een superpositie zit voor een basis gebaseerd op de spin-in-de-z-richting:

\(|x_{up}> = \frac{1}{ \sqrt{2} } ( |z_{up}> - |z_{down}> )\)

(uit mijn hoofd, er zou mogelijk ergens een min extra moeten staan). Wie of wat de 'voorkeurs' basis bepaalt bij meten is een tweede probleem waar vrijwel nooit aandacht aan besteed wordt.

Schwartz

David Deutsch heeft in zijn boek The Fabric of Reality iets goeds staan omtrent quantum computers.

When a quantum factorization engine is factoring a 250-digit number, the number of interfering universes will be of the order of 10^500.

This large number is the reason why Shor's algorithm makes factorization tractable.

I said that the algorithm requires only a few thousand arithmetic operations.

I meant , of course, a few thousand operations in EACH UNIVERSE that contributes to the answer.

All those computations are performed in parallel , in different universes, and share their results through interference.

David Deutsch doet research in quantum physics op Oxford.

Hij is een autoriteit op het gebied van Parallel Universes.

Hij houdt zich ook bezig met physics of time-travel.

Ik ben bekend met het quantum-computer fenomeen vanaf april 1989 toen ik het boek van Fred Alan Wolf - Parallel Universes gelezen had.

Er zijn hoofdstukken zoals:

quantumcomputers and quantum ethics

How is something Know?

Taking a Photograph of Another Parallel Universe.

(hiervoor mogen ze mij wakker maken als ik NIET droom)

(liever nog: Taking a Movie of Another Parallel Universe)

Deze lectuur moet je gelezen hebben...

reindern

Nog 1 vraag. Kunnen deeltjes ook weer terugvallen in superpositie of wanneer het eenmaal tot 1 toestand is vervallen kan het niet meer terug?

En om antwoord te geven op je vraag (naast het feit dat het wel/niet superpositie zijn dus afhankelijk is van de gekozen basis):

Voor een zekere basis geldt dat over het algemeen de toestand van een deeltje gedurende de tijd naar een superpositie zal evalueren. Kort door de bocht: stel dat ik op t=0 weet waar een deeltje is (het bevindt zich in een 'plaatstoestand'), dan zal vervolgens (na een tijdje niet meten) het deeltje langzaam in een superpositie van mogelijke plaatsen komen. Bij een volgende meting kun je hierdoor het deeltje weer op een andere plek vinden.

Schwartz

Van de site van Fred Alan Wolf:

Question: Can a machine or measuring device collapse the quantum wave function and turn a possibility into a real event?

Answer: A measuring device does not collapse the wave function according to quantum physics. That assumption although popular and practical turns out to be incorrect as careful experiment indicates. There have been a number of schemes attempting to add an ad hoc assumption to quantum physics to take care of the measurement problem but none are consistent. Some take it that since a device is classical and noisy, the device couples in the following way: Take a coin that is flipped so that it lands somewhere. Make it a simple atomic coin like the spin of an electron. The coin can land H or T and the device D can therefore point to Dh or Dt. If the device is a good device then according to quantum physics we get the following scenario: Dt*T+Dh*H, as the final quantum wave function. Since Dt and Dh are very complex quantum wave functions the probability that there is any overlap between them is practically nil. Now an observer comes on the scene. The observer S can see the instrument and can see St or Sh. Hence the observer thinks the coin has landed one way or the other but the actual situation is both St*Dt*T+Sh*Dh*H. These two worlds are very complex and any overlap between them is practically nil. If we assume there is no overlap this becomes what is called the decoherent phase approximation. It is then envisioned that the system has become classical and the quantum coin is now behaving as if it has a real side showing and the device has a observed that side and the observer has observed that device. But take care it is only an assumption that appears practical but quantum physics does not say that happens.

jlx

thanks voor al jullie reacties. Die Fred Alan Wolf weet het altijd wel mooi te formuleren

Ik heb hem in de film: What the bleep do we know gezien.

Die film geeft overigens wel een leuke inleiding over onderwerpen als deze. Maar je moet niet alles serieus nemen heb ik gemerkt.

Welk boek zou je me aanraden van die Fred Alan Wolf Schwartz?

Hij weet zaken wel helder uit te leggen opzich. (zodat mensen als mij het zelfs 'snappen')

Ik vind deze ook wel goed:

Question: What if the observer is actually conscious of all the possibilities of the coin flip (including it landing on its side like in the twilight zone, and the possibility of it falling out of space/time, and the possibility that it bursts into flame etc.). The experience that I am feeling (heads), however, is just one of these possibilities (as quantum theory suggests). But why does my reality have to be a choice, what if I am actually not making any choices at all and realizing all of these realities at different times. There is no consciousness because there is no choice, I am not actually discriminating anything, I am a cog in a much larger overall discrimination.

My question of coarse regards consciousness. I am a fan of Daniel Dennett and heterophenomenology which posits that consciousness doesnt exist as a sincere entity. In relation to quantum physics, it seems that we are forced to believe in an observer, because without one, we have no world. However, why are we dedicated to positing an observer. Why couldnt we suggest that in this reality, or this one of many realities, that the principles of light, and how light interacts with atoms results in this process. The observer, as it were, is not there. Rather, what is there is an organism that has been designed to project light towards atoms over time. The observer is our misconception that light directed outwards denotes a being, when it actually just denotes a principle of mechanics.

Moreover, if everything that can happen does happen, than isnt therefore true that consciousness is unreal because it could be?

Answer: Thanks for your interesting question and your views on Dennetts work. I also admire his work, although I believe its not taking into account quantum physics principles but only those of classical deterministic physics and Darwinism.

To really understand the problem of consciousness you will need to grasp that physics does not explain the action of an observer. Modeling what an observer does has been in the works for a long time. I am working on several ideas myself based on some new ideas called weak measurements which might explain how different observers often do not see the same things.

Now quantum physics predicts that according to von Neumanns model of quantum physical observation an observer interacts with an observed in such a manner that the observers state and the observed state become correlated. Let me use a flipped coin as an example. That means if the observer sees heads the coin will be showing heads AND if the observer sees tails the coin will show tails. However quantum physics tells us that BOTH of these possibilities must exist simultaneously. In other words, the observer has split into two worlds a heads world and a tails world.

Yet the observer is conscious of only one world either heads or tails. That is the mystery. No physics explains that. Hence consciousness cannot be explained by current physics. Hence since I believe we all feel we are conscious beings, but what makes that happen? For more on this I suggest you read any of my latest books or listen to my audio CDs. Here is a list to look at: The Dreaming Universe , The Spiritual Universe . Mind into Matter, Matter into Feeling, The Yoga of Time Travel, and Dr. Quantum Presents: A Users Guide to Your Universe.

Schwartz

Om niet meteen het diepe in te duiken als leek is het boek Taking the Quantum Leap een zeer goed boek.

Daarna kan men Parallel Universes gaan lezen.

Als je een zin heb in mathematische sterretjes in je ogen dan moet je ook het boek van Princeton Series in Physics:

The Many-worlds Interpretation of Qauntum-Mechanics lezen.

Is mee wiskunde maar de teksten erbij geven een redelijke inkijk in het geheel.

Het basis handboek voor de quantum-computer ontwerpers....

Er zijn dan nog meer boeken van hem die de moeite waard zijn zoals star*wave.

Daarna kan men de nieuwe boeken gaan lezen zoals The dreaming Universe etc.

Je visie op deze wereld is dan geheel anders geworden en ga je quantum-computers zelfs een beetje begrijpen.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Alles in superpositie

Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie

Re: Alles in superpositie