Квантовая первооснова нашего мира

Еще без малого полстолетия назад академик Александр Соломонович Компанеец в уже упоминавшейся книге «Квантование в науке настоящего и будущего» попытался уточнить вопрос – каким образом представления квантовой физики могут оказаться полезными для математики, психологии и физиологии. По мнению Александра Самойловича, связать воедино эти довольно «разношерстные» научные дисциплины могла бы некая мера квантовой информации, опираясь на которую «квантовые» биофизики наконец‑то смогли бы не только объяснить работу человеческого мозга, но и приступить к моделированию «искусственного квантового сознания»:

«С незапамятных времен человека волнует вопрос о свободе его воли и мысли: почему в известных обстоятельствах он подумал или поступил именно так, а не иначе. Всегда ли можно предвидеть его собственные поступки, поведение врага или друга заранее?

В древнегреческих трагедиях людьми правил неотвратимый рок. Не только то, что случилось с героями под влиянием внешних причин, но и сами их действия были заранее предопределены.

Однако человеческая мысль искала и других решений вопроса. О свободе воли немало спорили богословы. Не все их споры были совсем бессодержательны: дело ведь отчасти шло об ответственности людей за свои поступки.

Мыслители нерелигиозного толка тоже раздумывали над смыслом предопределения. Крайнюю точку зрения выразил Лаплас. Он утверждал, что в принципе все происходящее во Вселенной может быть записано в виде единого уравнения. То, что решение мирового уравнения неизвестно, связано только с ограниченностью наших измерительных и математических средств. Но Лаплас едва ли сомневался в объективной действительности всего существующего. Следовательно, он верил в непреложный закон, управляющий человеком. Непознанный закон оставался столь же неотвратимым, как „рок“ у греков. С этим не может примириться сознание современного человека, как бы ни был велик научный авторитет Лапласа или любого другого крайнего выразителя идеи механического детерминизма».

Как же можно практически использовать новые возможности квантовых каналов передачи информации? Давайте обратимся к оригинальному отрывку из книги известного американского физика Брайана Р. Грина «Ткань космоса: Пространство, время и структура реальности». В нем рассказывается, как герои телесериала «Секретные материалы» Малдер и Скалли получают странные одинаковые посылки инопланетного происхождения, в которых «находятся маленькие, защищенные от света титановые коробочки, пронумерованные от 1 до 1000, и письмо… письмо говорит, что каждая титановая коробочка содержит инопланетную сферу, которая сверкнет красным или синим в момент, когда будет открыта маленькая дверца на боку коробочки».

Далее Малдер разъясняет Скалли:

«Письмо говорит, что до того, как любая данная коробочка будет открыта, сфера имеет возможность сверкнуть или красным, или синим, и она делает выбор между двумя цветами в момент открытия дверки хаотически. Но здесь есть странная часть. Письмо говорит, что хотя твои коробочки работают точно таким же образом, как и мои, – хотя сферы внутри каждой из наших коробочек и выбирают хаотично между красным и синим сверканиями, – наши коробочки неким образом работают в тандеме. Письмо утверждает, что имеется таинственная связь, так что, если будет синяя вспышка, когда я открою мою коробочку 1, ты также обнаружишь синюю вспышку, когда ты откроешь твою коробочку 1; если я увижу красную вспышку, когда я открою коробочку 2, ты тоже увидишь красную вспышку в твоей коробочке 2 – и так далее».

Квантовый компьютер

Квантовый компьютер – это физическое устройство, предназначенное для выполнения логических операций с помощью специально преобразованных квантовых состояний. Схематично работу квантового компьютера можно представить в виде следующего последовательного алгоритма: «ЗАПИСЬ» – подготовка начального состояния; «ВЫЧИСЛЕНИЕ» – преобразование начального состояния по специальной процедуре; «ВЫВОД» – детектирование результата измерения проецированного конечного состояния.

Единица информации

Информационная единица классических компьютеров – бит может иметь одно из двух состояний: 0 или 1; абстрактно бит можно представить стрелкой, направленной вверх или вниз.