В работе рассматривается проверяемая гипотеза о том, что измерительная метка в двухщелевом эксперименте может не только обеспечивать различимость путей и уменьшать видимость интерференции, но и оказывать дополнительное физически направляющее воздействие на квантовое состояние фотона, проявляющееся как фазовый или поперечный импульсный сдвиг. Предлагается экспериментальная схема с изменением поляризационной метки в одной из щелей и регистрацией положения интерференционных максимумов. Стандартная модель предсказывает изменение контраста полос без их смещения при отсутствии дополнительной разности фаз. Гипотеза предполагает возможность остаточного систематического смещения интерференционной картины после учёта известных оптических эффектов, включая фазовую задержку, преломление, наклон элементов и геометрическую фазу Панча—Ратнама—Берри. Работа не заявляет об опровержении квантовой механики, а формулирует экспериментально проверяемое предположение и критерии его подтверждения или опровержения.
В работе рассматривается проверяемая гипотеза о том, что измерительная метка в двухщелевом эксперименте может не только обеспечивать различимость путей и уменьшать видимость интерференции, но и оказывать дополнительное физически направляющее воздействие на квантовое состояние фотона, проявляющееся как фазовый или поперечный импульсный сдвиг. Предлагается экспериментальная схема с изменением поляризационной метки в одной из щелей и регистрацией положения интерференционных максимумов. Стандартная модель предсказывает изменение контраста полос без их смещения при отсутствии дополнительной разности фаз. Гипотеза предполагает возможность остаточного систематического смещения интерференционной картины после учёта известных оптических эффектов, включая фазовую задержку, преломление, наклон элементов и геометрическую фазу Панча—Ратнама—Берри. Работа не заявляет об опровержении квантовой механики, а формулирует экспериментально проверяемое предположение и критерии его подтверждения или опровержения.
Работа посвящена методике изучения явления квантовой запутанности в курсе квантовой механики для студентов специальности "физика". Показано, что студентам университетов важно знать о квантовой запутанности, являющейся ключевой частью квантовой механики, поскольку она необходима для понимания различных трактовок квантовой механики и будущих технологий, связанных с этой областью. Эксперименты, проведенные на интерферометре Маха-Цендера, являются одним из множества экспериментов, которые убедили физиков в том, что квантовая механика не может быть описана с точки зрения классической механики. В случае изучаемого явления фотон не следует по одной определенной траектории, а должен описываться в терминах квантовой суперпозиции множества траекторий. Предлагается изучение феномена квантовой запутанности после освоения таких тем, как постулаты квантовой механики, уравнение Шредингера, принцип суперпозиции, проблема измерения, а также после решения известных традиционных задач, касающихся квазиклассического случая. Эти темы создают необходимый фон и мотивацию для понимания концепции запутанности и её последствий для квантовых систем. В качестве экспериментальной техники предлагается демонстрация работы самого простого интерферометра Маха-Цендера, изготовленного фирмой LD Didactic GmbH. Для компьютерной демонстрации изучаемого явления используется система компьютерной алгебры Mathematica и продукты фирмы Wolfram. В результате этого становится возможным наглядно показать, что квантовые частицы могут находиться в состоянии суперпозиции, и, таким образом, используемый интерферометр является мощным инструментом для выявления фундаментальной природы квантовой механики.
Рассматриваются общепринятые ключевые понятия копенгагенской интерпретации квантовой механики: волновая функция и ее коллапс, наблюдение. Формулируются три тезиса, уточняющие взаимоотношения понятий волновой функции и наблюдения. Указывается на необходимость проведения границы между волновой функцией как средством описания квантовой системы в абстрактном математическом пространстве и эволюцией квантовой системы в физическом мире. Снимается представление о коллапсе волновой функции в момент наблюдения как о ее разрушении. Предлагаемый подход применяется к анализу классического эксперимента Юнга с двумя щелями. Приводится наглядное объяснение эффекта исчезновения интерференционной картины в эксперименте Юнга при любой попытке наблюдения за траекторией частиц в окрестности щелей. Обсуждается взаимосвязь наблюдения и информации о состоянии квантовой системы. В качестве одного из выводов излагаемого подхода высказывается мнение о парадоксе кота Шредингера.
В статье рассматриваются парадоксы квантовой механики с точки зрения психологии восприятия. Одним из наиболее существенных является влияние наблюдателя на результат квантового измерения, связанный с так называемой редукцией волновой функции, о котором писал еще Норберт Винер в своей фундаментальной работе «Математические основы квантовой механики». Основной проблемой здесь является то, что этот процесс не описывается в парадигме и средствами квантовой физики. Однако и влияние сознания наблюдателя на физический процесс, который рассматривается многими, также создает парадокс. Если есть такое взаимодействие, оно должно проходить по физическим законам, но это не приведет к редукции волновой функции. Если же это не физический фактор, то он не может воздействовать на физическую систему. В настоящей работе рассматривается модель трансляции информации о реальности из системы бессознательного, представленного в виде состояний в пространстве Гильберта, в сознание в виде объектного пространственно-временного представления. Отметим, что квантовая система описывается волновой функцией, которая представлена в многомерном пространстве Гильберта, причем представление реальности в этом пространстве дает эффекты, схожие с явлениями нашего бессознательного. Напротив, в сознании реальность представлена в физическом пространстве-времени в объектном виде. Преобразование одного представления в другое дает те же соотношения неопределенности и другие эффекты, что и квантовая механика. Поскольку для системы сознания источником новой информации является то, что находится за его границей, если «не вводить лишних сущностей», единственную реальностью для него составляет бессознательное. Причем индивидуальные сознания могут быть связаны с коллективным бессознательным, как это предполагали психолог К. Юнг и физик В. Паули.
Проблема квантового измерения остаётся одной из центральных нерешённых проблем физики спустя почти столетие после создания квантовой механики. Существующие интерпретации либо требуют введения наблюдателя как причины коллапса волновой функции, либо постулируют бесконечное множество ненаблюдаемых вселенных, либо описывают потерю когерентности, но не объясняют сам механизм выбора. В работе предложена теоретическая модель, в которой коллапс волновой функции рассматривается как объективный физический процесс селекции, а не как следствие измерения. Модель вводит минимальный набор базовых элементов, необходимых для описания этого процесса, и показывает, что они образуют замкнутую архитектуру, совместимую со стандартной квантовой механикой. Показано, что модель не противоречит ни одной из фундаментальных физических теорий. Она предлагает решение информационного парадокса чёрных дыр, даёт новую интерпретацию квантовой запутанности, суперпозиции и декогеренции, а также объясняет парадокс Уэбба и природу тёмной материи в рамках циклической космологии. Модель фальсифицируема. Предложены конкретные экспериментальные методы проверки, включая поиск энергетического следа акта селекции, анализ статистических аномалий в прецизионных квантовых экспериментах и поиск темпоральных корреляций.
Аннотация Фотон, являясь квантом электромагнитного поля, демонстрирует фундаментальное расхождение между классической материальной парадигмой и квантовой реальностью. В классической картине фотон должен обладать траекторией, локализацией и объективными свойствами, существующими независимо от наблюдения. Однако квантовая механика показывает, что фотон не имеет траектории, не локализуем, а его «путь» возникает только в момент измерения. В статье проводится математический анализ отсутствия оператора положения для фотона, рассматриваются ключевые эксперименты (двухщелевой, delayed choice), и предлагается онтологическая интерпретация в рамках ZEBTS, где фотон рассматривается как гипертопологическая структура, а путь — как Γ‑проекция гиперструктуры на модус M. Делается вывод о необходимости перехода от материальной парадигмы к квантово‑информационной онтологии.
Основным свойством квантовой криптографии является возможность строгого доказательства стойкости против любых действий противника. Однако доказательство стойкости является сложным и может содержать ошибки. Неполнота доказательства стойкости создает риск уязвимости, т. е. ситуации, при которой противник обладает полным или частичным знанием о криптографическом ключе. В этой работе предлагается квантовая схема атаки на двупараметрический протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием, которая демонстрирует его уязвимость. Показано, что построенная атака является относительно простой и требует лишь трех дополнительных кубитов. Обсуждаются ошибки в доказательстве стойкости, которые сделали возможной построенную атаку.