Kwantowe splątanie jest jednym z podstawowych elementow kwantowej teorii informacji. Jak wiadomo niskowymiarowe (2otimes 2 i 2otimes 3) splątane stany kwantowe są zawsze destylowalne. W wyzszych wymiarach jednak istnieją stany, ktore mimo, ze są splątane nie pozwalają na destylacje. Ten rodzaj splątania, nazywany związanym, jest czesto trudny do wykrycia i pozornie bezuzyteczny. Jak pokazują jednak liczne badania splątanie związane moze byc bardzo uzyteczne nawet przy zastosowaniach wprost lub jeśli uzyte bedzie jako rodzaj dodatkowego zasobu. Rozdzial ten prezentuje obecny stan wiedzy na temat splątania związanego i jego roli w kwantowej teorii informacji.
Kwantowe splątanie jest jednym z podstawowych elementow kwantowej teorii informacji. Jak wiadomo niskowymiarowe (2otimes 2 i 2otimes 3) splątane stany kwantowe są zawsze destylowalne. W wyzszych wymiarach jednak istnieją stany, ktore mimo, ze są splątane nie pozwalają na destylacje. Ten rodzaj splątania, nazywany związanym, jest czesto trudny do wykrycia i pozornie bezuzyteczny. Jak pokazują jednak liczne badania splątanie związane moze byc bardzo uzyteczne nawet przy zastosowaniach wprost lub jeśli uzyte bedzie jako rodzaj dodatkowego zasobu. Rozdzial ten prezentuje obecny stan wiedzy na temat splątania związanego i jego roli w kwantowej teorii informacji.
Obecnie uważa się, że teoria kwantów przewiduje splątanie stanów odległych obiektów, wyrażające się w tym, że wyniki pomiaru na jednym z nich natychmiast wpływają na rozkład statystyczny wyników pomiaru odpowiedniej wielkości na drugim. Kluczowe znaczenie dla uzasadnienia tego poglądu ma twierdzenie Bella. Można przypuszczać, że powodem fiaska dotychczasowych prób podważenia tego wyniku teoretycznego jest brak wystarczająco wnikliwej refleksji nad specyfiką pomiarów kwantowych, których wyniki odtworzyć miałby taki model. Przeszkodą może tu być specyficzne dla interpretacji kopenhaskiej przeświadczenie, że przed pomiarem badany obiekt nie będący w stanie własnym odpowiedniej obserwabli nie ma żadnej z własności odpowiadającej pomiarowi aktualnie. Być może należałoby powrócić do wcześniejszych wyobrażeń opartych na „mikroskopie Heisenberga” i zreinterpretować redukcję stanu jako reorientację wektora stanu. Naturalną strategią poszukiwania modelu klasycznego, który miałby odtworzyć łamiące nierówności Bella korelacje kwantowe, jest próbować złożyć je na karb wspólnej przyczyny. Decydującym założeniem twierdzenia Bella jest jednak warunek będący uszczegółowieniem jednego z warunków występujących w teorii wspólnej przyczyny Reichenbacha. Kluczem do jego podważenia może okazać się odróżnienie od determinizmu „prima facie” determinizmu naukowego, dokonane przez Poppera w kontekście zjawisk deterministycznego chaosu. Zgodnie z tą sugestią, nieodłączny od pomiaru kwantowego proces reorientacji miałby być właśnie procesem chaotycznym. Należałoby jeszcze wykazać, że redukcje stanu w eksperymentach EPR, o których mowa w twierdzeniu Bella, można zreinterpretować jako reorientacje. W pracy przedstawiony został jakościowy argument przemawiający za takim przypuszczeniem.
Do czasu sformułowania teorii kwantów (TK) istniało przekonanie, że rzeczywistość jest otwarta dla naszego poznania i ze poznanie polega tylko na biernym przyjmowaniu obrazów przedmiotów. Sądzono, że uogólniające działanie umysłu nie wnosi niczego nowego do treści przyjmowanej i że inny jest tylko sposób istnienia tej treści w umyśle. Niektóre jednak fakty z mikroświata wydają się domagać zmodyfikowania owego poglądu. Istnieje pewna naturalna granica naszego poznania indywidualnych przedmiotów, której w żaden sposób przekroczyć nie możemy. Stwierdzenie tego ograniczenia przybrało postać zasady nieoznaczoności. Wiąże się ją z nazwiskiem Heisenberga, który sformułował ją w 1927 r. Słuszności samej zasady nieoznaczoności nikt nie kwestionuje, trudności pojawiają się w jej zrozumieniu. John Polkinghorn pisze: „Największym paradoksem teorii kwantów jest to, że po ponad 50 latach pomyślnego wykorzystywania jej technik, jej wyjaśnienie jest ciągle przedmiotem dyskusji. Wszyscy się zgadzamy co do tego, jak przeprowadzać rachunki, a nasze odpowiedzi pasują do doświadczeń jak rękawiczka, a jednak nie możemy się zgodzić wszyscy co do tego, o co właściwie tu chodzi". Istnieją więc przynajmniej dwie interpretacje TK: ontologiczna i teoriopoznawcza.
Dziwne twierdzenie z teorii kwantówTwierdzenie Kochena -Speckera jest twierdzeniem frapującym (mimo, że na pierwszy rzut oka wygląda na zupełnie zwyczajne twierdzenie matematyczne), zwłaszcza jeśli bierze się pod uwagę jego konsekwencje.W niniejszym artykule przedstawię jego sformułowanie, a następnie postaram się omówić najbardziej intrygujące implikacje tego twierdzenia. Zagadnienia wstępneTeoria kwantów jest teorią fizyczną, o której interpretację toczą się nieustanne boje. 1 Wielu uczonych uważa pragmatyczne podejście do teorii kwantów za zupełnie wystarczające, choćby z tego powodu, że nie trzeba się wtedy zajmować trudnymi i czasem niewygodnymi pytaniami.W ramach takiej interpretacji teorii kwantów nie przypisuje się znaczenia pojedynczym pomiarom, lecz ich seriom.Interpretacje takie ideowo znajdują się blisko rezultatów charakterystycznych dla klasycznej fizyki statystycznej
„Nowa dyscyplina: informatyka kwantowa, której podstawy przedstawia Michel Le Bellac jest pełna niespodzianek i chwilami wydaje się zahaczać o paradoks. Musimy przyzwyczaić nasze umysły do jej reguł i zasad, które wydają nam się dziwne. Świat fizyczny nie jest taki, jak zakładała informatyka klasyczna, gdy powstawała w połowie XX-go wieku (kopiowanie informacji bez ograniczeń, informacji zlokalizowanej itd.), ale światem bardziej subtelnym – być może zrozumiemy, że nie jest on bardziej skomplikowany, co z talentem i kompetencją przekazuje nam ta książka.” /Ze wstępu/ Przystępna prezentacja teorii informacji kwantowej, która opisuje teoretyczne założenia informatyki kwantowej. Nauka ta zajmuje się wykorzystaniem zjawisk kwantowych do szybszego przesyłania i przetwarzania informacji, a także bezpieczeństwa jej przekazu niemożliwego do osiągnięcia za pomocą dotychczas wykonywanych metod i urządzeń. W książce omówiono: - podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej, - pojęcie bitu kwantowego - kubitu, - obliczenia kwantowe, - możliwości fizycznej realizacji komputerów kwantowych. Książka napisana jest prostym językiem, a do jej zrozumienia potrzebna jest jedynie znajomość algebry liniowej oraz podstaw mechaniki kwantowej. Podręcznik adresowany jest do fizyków, informatyków i matematyków, którzy chcą poznać nowo rodzącą się naukę jaką jest informatyka kwantowa.
Mechanika kwantowa wprowadziła nowy zestaw rewolucyjnych idei, takich jak dualizm korpuskularno-falowy, superpozycja stanów, nieoznaczoność, komplementarność, splątanie i całkowicie nowe podejście do prawdopodobieństwa. Mechanika kwantowa została stworzona w celu wyjaśnienia paradoksalnych odkryć, całkowicie niemożliwych do wyjaśnienia w ramach fizyki klasycznej. Współcześnie podobną sytuację możemy znaleźć w naukach o poznaniu i teoriach decyzji – wiele odkryć wydaje się paradoksalnych z punktu widzenia klasycznej teorii prawdopodobieństwa. Na przykład w pewnych warunkach ludzie szacują prawdopodobieństwo koniunkcji zdarzeń A i B jako większe niż prawdopodobieństwo z członów koniunkcji, co jest nazywane błędem koniunkcji, w innych okolicznościach oceniają prawdopodobieństwo sumy zdarzeń A lub B jako mniejsze niż prawdopodobieństwo jednego ze zdarzeń, co jest nazywane błędem dysjunkcji.Celem niniejszego artykułu jest omówienie podstawowych idei programu badawczego Quantum Cognition, który jest zastosowaniem abstrakcyjnego formalizmu mechaniki kwantowej do modelowania czynności poznawczych i procesów decyzyjnych. Kwantowa teoria prawdopodobieństwa, pierwotnie stworzona w celu opisania pomiaru w mechanice kwantowej, wydaje się skutecznym narzędziem w modelowaniu czynności poznawczych i procesów decyzyjnych.
We present one of the greatest intellectual adventures: the discovery and investigation of a new resource of Nature. It is responsible for its subtle organization on fundamental level. The resource called quantum entanglement is extraordinarily sensitive to environmental pertur- bations. It is the fuel for many fascinating effects including quantum teleportation and quantum cryptography and is a key element of quantum computer theory. We outline, in rather popular form, the methods of detection of entanglement and various faces of its intrinsic structure, which still offers new phenomena not only on the quantum but sometimes also on the classical level of physical reality. W artykule prezentujemy jedną z najwiekszych przygod intelektualnych, jaką jest odkrycie i ba- danie nowego zasobu Natury odpowiedzialnego za jej subtelną organizacje na poziomie fun- damentalnym. Zasob ten, nazwany splątaniem, jest niezwykle czuly na zaburzenia środowiska. Stanowi on glowne paliwo dla komputera kwantowego i wielu fascynujących zjawisk, wlącza- jąc kryptografie kwantową i teleportacje kwantową, a takze jest elementem kluczowym teorii komputerow kwantowych. W mozliwie zwartej i popularnej formie opisujemy metody detekcji splątania, a takze rozne oblicza jego struktury wewnetrznej, generujące wciąz nowe zjawiska nie tylko na poziomie kwantowym, lecz takze niekiedy i na poziomie klasycznym rzeczywistości fizycznej.