Jak rozumieć `czucie` kubitów w komputerach kwantowych?

Jak można zrozumieć co takie czucie znaczy?

Załóżmy, że chcemy stworzyć symulator komputera kwantowego na zwykłym komputerze. Symulacje splecenia i superpozycji. Co robimy? Załóżmy mamy 10 kubitów, więc musimy stworzyć program z 10 wątkami.
Musimy zasymulować sposób wymiany informacji między wątkami. Jak jeden wątek zapisuje do wspólnej pamięci, to drugi musi czekać, by nie nadpisać? Co … czekać? Na co? Kubity nie czekają, one właśnie natychmiastowo przekazują sobie nawzajem informacje, dzięki splątaniu.

Tu nie ma 'race condition’, czyli wyścigu szczurów wątków między sobą, kto kiedy ma cokolwiek zapisać lub odczytać. Komputer zwykły zawsze robi wszystko po kolei. Tu nie ma urównoleglenia pełnego. Klasyczny komputer, po prostu symuluje tylko urównoleglenie.

W przypadku prawdziwych kubitów, wszystkie mają wspólną pamięć, każdego, jednocześnie. To jest prawdziwa komuna. Jak w na wyspie Utopia.

Każdy kubit, czuje wszystkie inne, w tym samym momencie. Też troszeczkę jak w bitcoinie, każdy węzeł zna całą informacje, o całym blockchainie. W kubitach tylko w odróżnieniu od blokckchaina, nie mamy redundancji, czyli nadmiarowości. Kubity splecione są jakby jednym organizmem w tym momencie.

Weźmy przykład szukania wyjścia w labiryncie. W klasycznych komputerach wypuszczamy te 10 wątków, które przechodzą, przez 10 różnych ścieżek. Jak jedna trafia na martwy zauek, zaczyna się cofać by szukać przejścia do jeszcze nie odkrytej drogi.

To jest symulacja tego szukania. Nie dajcie się zmylić, ktoś słabo chyba rozumie kwantowe szukanie, ale pooglądać zły przykład też można:

Słabe rozumienie kwantowego szukania i możliwości kwantowego komputera

Teraz zobaczmy jak 10 splecionych kubitów to robi. One czują siebie nawzajem. Jak jakiś kubit trafi na martwy zauek. Inne już o tym wiedzą, wiedzą czego unikać. Tamten kubit jakby znika. Nie cofa się, by dalej szukać, ale tuneluje kwantowo do miejsca gdzie inny kubit znalazł dodatkowe przejście i tam zaczyna przygodę. Efektywność jest zasadnicza. Nie marnujemy czasu na zawracanie. Kubity są jednym organizmem. Mogą wnikać w ten organizm jakby i wychodzić w innym miejscu. To jest właśnie tunelowanie kwantowe.

Czemu, zachodzę w głowę, kubity splątują się? To jest klucz tego całego zjawiska. O co chodzi? Oczywiście milion równań pokażą mi fizycy, mówiąc, przecież to oczywiste!! Wynika to z równania Schroedingera. Chyba jednak sami nie wiedzą co mówią?

Ja widzę to tak. Czemu kubity, czyli cząstki fizyczne, stają się w pewnym momencie jednym ciałem?

Jak w miłości dwoje ludzi się zakochują i nie widzą reszty świata. Reagują tylko na siebie. Reszta jakby nie istniała.

Tak samo ze splątaniem. Fizyczne cząstki jak lit, czy wapń synchronizują swoje fazy fal de Broglie’a. Amplitudy są synchronizowane z automatu, bo to są zawsze te same cząstki. Nie da się splątać fotonu z cząstką wapnia, bo właśnie amplitudy nie zgadzają się. Właśnie synchornizacja fal de broglie’a jest podstawą. Następuje rezonans fal i mocno wzmacniają się, przez co reszta cząstek jest jaby niezauważlana, w oddali, bo energia rezonansujących fal jest znacznie większa od reszty losowo falujących, niezwiązanych. Dlatego w rezonansie – splątaniu, cząstki jakby widzą tylko siebie i oddziaływują w zasadzie na zachowanie tylko w stosunku do siebie.

W splątaniu ważne jest by cząstki miały zgodne fazy fal de Broigle’a.

Pozdro,

wonabru