几率波-粒子模型解释量子计算 |
送交者: zhf 2018年05月20日10:58:26 于 [茗香茶语] 发送悄悄话 |
几率波-粒子模型解释量子计算 我不懂量子计算,一点都不懂。但是我自认为懂得一点量子力学,至少我能颠覆主流量子学派的量子观。电子计算机我是懂的,至少懂电子计算机原理。我曾用逻辑门,触发器,存储器,加法器组装过一台四位的玩具计算机。七条指令(加法,求逆,加一,取数,and,or,条件转移),手动时钟,能循环算 1+2+3+4。 电子计算机能把一位的电路以100%的可靠性置成1或0。量子位可以做到吗?不能。量子不确定性原理保证了这一点。 量子不确定性原理是所有量子学派都承认的原理。通俗地讲,就是 任何系统制备的量子,被复制成很多份,其每个量子的行为是不确定的,但是多量子的统计行为是确定的。 以单粒子双缝实验为例。从粒子源发出的量子,其每个量子在接收屏上的曝光点是不确定的。但是多量子的统计行为遵循干涉分布。 我在网上看到一个量子计算模型: A系统制备的量子,叠加态是 0·4|0⟩ + 0·6|1⟩ (1) 其中|0⟩ 表示量子态为下旋,0·4为下旋概率,|1⟩表示量子态上旋,0·6为上旋概率。 B系统制备的量子,叠加态是 0·6|0⟩ + 0·4|1⟩ (2) 让两个量子态的量子物理接近做相干叠加,再测结果的量子态。 如果真能这样做,也要颠覆主流量子观。这样做,按主流量子学派,也是一种测量,叠加态要塌缩的。 我们已经否定了单粒子双缝实验中的量子叠加态,严格地证明了,量子在双缝处的叠加态不成立。 http://bbs.creaders.net/tea/bbsviewer.php?trd_id=1307997 剩下的可能性是 几率波通过双缝,在双缝屏后叠加,粒子只从一个缝通过,然后在叠加的机率场中以正比于振幅的平方的概率随机选择自己的位置。 (4) 这个事实告诉我们,物理界早已确认的结论: 同时同位置的量可以叠加,不同时或不同位置的量不能叠加。 (5) 在单粒子双缝实验中又得到了验证。场在同时同位置存在,可以叠加,态不同时存在(两个粒子相差几百公里),不能叠加。 几年前,我看到一篇声称测到叠加态的文章,仔细一读,原来是先测到电子下旋,几十纳秒后,测到该电子上旋。这叫什么叠加态!相隔几十纳秒叫什么叠加态! 不过这个实验推翻了主流量子学派的测量导致叠加态塌缩的论断。 下面我们用模型(4)解释(1), (2)叙述的量子计算模型。先把(1)改写成态向量 (|0⟩, |1⟩) 其概率向量是 (0·4, 0·6) 按照几率波-粒子模型,粒子行为(下旋,上旋)概率正比与几率场的平方,我们假定(1)的几率场是 (-sqrt(0.4), sqrt(0.6)) (6) 量子态(2)几率场是 (-sqrt(0.6), sqrt(0.4)) (7) 如果让两个量子态的量子物理接近做相干叠加,根据(5), 那只能是场的叠加而不是态的叠加。这个叠加的结果我不知道,我没有实验结果。但根据对称原理,我猜想,应该是向量叠加。也就是叠加后的几率场是 (-sqrt(0.4)-sqrt(0.6), sqrt(0.6)+ sqrt(0.4)) (8) 叠加后量子态的概率是 ((sqrt(0.4)+sqrt(0.6))^2, (sqrt(0.6)+ sqrt(0.4))^2) 归一后得到 (0.5, 0.5) (9) 也就是下旋和上旋的概率相等。粒子按几率场(8),概率(9)随机选择自旋方向. 根据量子不确定性原理,要测出(9)所表达的概率,样本要足够大。例如,A系统制备出n个量子,B系统制备出n个量子,物理接近做相干叠加后为2n 个量子。当n足够大时(100?), 测量这2n个量子的量子态,经过电子计算机的处理,得到接近(9)的结果。 如果我们把A系统制备出的量子系定义为-1,把B系统制备出的量子系定义为1,合系定义为0,我们得到: -1 + 1 = 0 (10) (10)是昂贵的仪器,苛刻的条件,精密的操作,加上电子计算机的计数,加法,除法的处理才可能得到的。 (8) 不一定准确。但无论(8)的准确结果是什么,要想得到这个结果,都逃不掉昂贵的仪器,苛刻的条件,精密的操作,大样本测量处理的命运。所以,展望量子计算的前景,我的看法是悲观的。 量子计算只有大样本才趋于可靠,从这个事实可以悟出,半导体电路之所以可靠,是其量子样本趋近无穷大的原因。所以,摩尔定律一定会走到尽头。当晶体管中原子的数量小到一定程度的时候,量子效应就会产生,半导体电路也会变得不可靠。 几率波-粒子模型打破了同一粒子可以同时出现在多处的魔咒,还量子力学界一片晴朗的天空。在物理世界,悖论是不存在的。 |
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