¿Puede el superdeterminismo resolver la contextualidad, el entrelazamiento y el algoritmo de Shor en la mecánica cuántica?

El superdeterminismo es la idea de que la aparente libertad para elegir los aparatos experimentales y sus configuraciones no son más que una ilusión. La contextualidad es la dependencia de las propiedades de un sistema sobre la elección del dispositivo de medición. Sin embargo, ¿qué pasa si no hay una elección "libre" de ajustes de medición, es decir, los ajustes de medición no son un grado de libertad independiente variable libremente? Las desigualdades de campana requieren configuraciones de polarización contrafactuales, pero ¿y si la configuración de polarización solo pudiera haber sido de una manera y no de otra? En cuanto a la capacidad del algoritmo de Shor para factorizar números enteros grandes y calcular algoritmos discretos, ¿tal vez las respuestas obtenidas al final determinen retrocausalmente los números introducidos en la computadora cuántica en primer lugar, de modo que no podría haber sido ningún otro número?

¿Hay objeciones absolutamente fatales?

El superdeterminismo requiere la capacidad de invertir funciones unidireccionales, retrocausalidad o una duplicación local oculta de cálculos distantes en sistemas cuánticos. ¿Qué pasa si la elección de la configuración de medición está determinada por una función unidireccional determinista?
Tal vez esta pregunta debería protegerse, dadas todas estas "respuestas" de nuevos usuarios que hacen nuevas preguntas.

Respuestas (3)

¿Qué reconocería como una objeción absolutamente fatal?

Dejemos de lado el hecho de que más o menos es una suposición de que la física experimental está condenada a no revelar con precisión características importantes del mundo y que la ciencia está condenada. Estas consecuencias hacen que esta pregunta se ajuste mejor a Philosophy.SE que aquí; pero no importa, abordemos la cuestión filosófica y aceptemos que es completamente concebible (si no es muy productivo ponerlo en práctica) que la empresa de la física moderna sea inútil.

Lo que estamos discutiendo aquí básicamente es si las elecciones humanas conscientes están o no restringidas por variables locales ocultas de tal manera, por un universo determinista, que tiende a dar lugar a elecciones de medidas que revelan correlaciones que parecen imposibles .para variables ocultas locales; o si las elecciones humanas conscientes sobre qué números elegiríamos para factorizar están restringidas de modo que solo elegimos factorizar los números que las variables ocultas del sistema cuántico resultan útiles para factorizar. Es decir: que nuestro cerebro, uno de los sistemas incontrolados más complicados que conocemos, tiene una gran cantidad de correlaciones secretas con el mundo que nos rodea, o es tan propenso al ingreso de tal información secreta, que sirve para constantemente. frustrar cualquier intento de descubrir el hecho de que el mundo que nos rodea no es aleatorio, ni implica efectos aparentemente no locales.

Esta es la paranoia cartesiana en su máxima expresión. Para que una física determinista dé lugar a agentes conscientes como nosotros, y al mismo tiempo nos engañe con resultados que parecen rutinariamente probabilísticos, con una convergencia razonable de frecuencias de eventos en promedios confiables, haciéndonos pensar que estamos eligiendo hacer mediciones para las cuales los resultados parecen aleatorios pero correlacionados de una manera que desafía la expansión por variables ocultas locales ; me parece que esto requiere no solo un universo afinado hospitalario para la vida a lael principio antrópico, sino una coincidencia cosmológica tan enorme como para requerir una agencia inteligente cuyo propósito es engañar; diseñar hormigas solo para que pudieran pinchar los hormigueros. Si bien esta posición presenta una solución a acertijos teológicos clásicos como El problema del mal , ¿realmente parece una hipótesis más simple que la idea de que la naturaleza es estocástica, y un poco más complicada de lo que nunca antes habíamos tenido razones para creer? 1900 d.C.?

Considere esto también: si logramos construir una gran computadora cuántica, no hay nada que nos impida configurar una computadora para que multiplique cada par de números primos impares por 10 6en algún orden fijo, y luego refactorizar cada uno de esos productos usando el algoritmo de Shor. Las únicas "opciones" involucradas en el funcionamiento de la computadora, entonces, son los detalles del diseño de la computadora, el momento preciso en que decidimos encenderla y la teoría matemática (¡hasta la teoría de números! ) que subyace a su funcionamiento. Fallando misteriosas fallas de la computadora, una conspiración cósmica que trató de engañarnos haciéndonos creer que la mecánica cuántica tendría que ser responsable del momento preciso en que encendemos la computadora, y todo el curso del desarrollo de las matemáticas y la ingeniería que condujo al algoritmo de Shor y la construcción de la computadora cuántica, para seguir engañándonos. Además, estas fuerzas que determinan nuestro comportamiento con tanta precisión deben lograr de alguna manera evitar ser detectadas,

Simplemente no hay razón, en la actualidad, para considerar esto como una hipótesis razonable. Es extremadamente delicado, y ni siquiera puedo comenzar a comprender con qué precisión deberían ajustarse las condiciones iniciales para que sea cierto, especialmente en vista del hecho de que los sistemas complejos exhiben tal inestabilidad que la "mentira cósmica" es de suponer que se revelará rápidamente a menos que las condiciones iniciales se establezcan precisamente así . Solo alguien que estuviera absolutamente comprometido con el determinismo y el realismo local, con preferencia a cualquier enfoque sensato y pragmático de la epistemología o la ontología, lo consideraría. Pero entonces, si el mundo es realmente como lo describen, no deberíamos culparlos por ello; después de todo, no tienen más opción para creerlo que yo tengo que mencionar tangencialmente que 11×13 = 143.

Esta es una gran respuesta, pero permítanme agregar una observación: me parece que el superdeterminismo falla miserablemente incluso en su propio objetivo, de explicar la no localidad cuántica. Porque para que las partículas que componen nuestros cerebros, dispositivos de medición, pares EPR, etc. participen en esta conspiración desde el principio de los tiempos, evidentemente necesitarías un tipo de no localidad mucho más radical que el tipo que estabas intentando. ¡para explicar! Así que es difícil para mí entender cómo alguien podría fallar en encontrar esta "cura" infinitamente peor que la enfermedad.
@ScottAaronson: Siempre supuse que, como con todas las conspiraciones clásicas de partes distantes que actúan solo localmente, se supone que todo es parte del plan extremadamente intrincado con un punto de partida localizado: en este caso, el Big Bang, donde todo partió del mismo lugar para que la conspiración pudiera ser posible bajo las limitaciones de la hipótesis. ¿Hay "superdeterministas" que no creen que la materia-energía en el universo visible estuvo alguna vez localizada?
Citando la primera respuesta, > "Pero entonces, si el mundo es realmente como lo describen, no deberíamos > culparlos por ello; después de todo, no tienen más opción para creerlo > que yo tengo que mencionar tangencialmente que 11 ×13 = 143" Mi pregunta para usted es esta: ¿puede rastrear las raíces de su exclamación tangencial que 11x13 = 143, lógicamente a través de la aplicación de la causalidad? Por supuesto que puedes, y si no puedes comprender esto, entonces tienes un largo camino por recorrer, amigo mío. Sabiendo que la causalidad es un hecho, ¿cómo es posible que haya elegido una afirmación diferente a 11x13=143?

No soy un estudioso del concepto de " superdeterminismo ", por lo que puedo equivocarme en algunos matices históricos de la idea. Pero el superdeterminismo es solo determinismo. Más precisamente, es un intento falaz de encontrar una escapatoria en el teorema de Bell al notar que el determinismo, si es cierto, se aplicaría tanto al experimentador como al experimento.

Las desigualdades de campana generalmente pertenecen a un experimento en el que hay alguna opción sobre lo que se mide, por ejemplo, girar hacia arriba o hacia abajo, o el ángulo de un filtro de polarización. Luego observa las estadísticas predichas por la teoría cuántica y observa que una teoría determinista local no podría producirlas, a menos que las partículas tuvieran un conocimiento previo de los ajustes de medición. De todos modos, no hay una forma razonable de que tengan ese conocimiento, pero solo para aclarar el punto, la exposición del teorema de Bell puede enfatizar la capacidad del experimentador para elegir la configuración de medición después de que las partículas (por ejemplo, en un par EPR) se dispusieron hacia la medición . dispositivo.

En este punto, el "superdeterminista" dice "¡Ajá! Pero si el determinismo es verdadero, entonces la elección del experimentador estaba predeterminada, desde el Big Bang, por lo que, en principio, las partículas tenían acceso a la información que implicaba cuál sería la elección. " Lo cual es cierto, pero ridículo. Podríamos configurar estos experimentos para que los ajustes estén controlados por cualquier mecanismo absurdo que imagines; por ejemplo, la cantidad total de excrementos de un ratón en una jaula: si es más de X, medimos el giro hacia arriba, si es menos de X, medimos el giro hacia abajo.

Es absurdo suponer que la causalidad microscópica del universo es tal que siempre establecería las variables ocultas dentro de la partícula de manera que coincida con la cantidad de excrementos que produce el ratón; o de manera equivalente, que la causalidad microscópica del universo siempre ajustará el metabolismo del ratón para que coincida con las variables ocultas a bordo de la partícula que se aproxima. ¡Sin embargo, este es realmente el tipo de cosas que requiere la escapatoria superdeterminista! (Si alguien tiene una formulación no absurda del superdeterminismo, me gustaría conocerla).

La retrocausalidad , que también se mencionó en la pregunta, es un concepto completamente diferente. Una teoría retrocausal -quizás deberíamos decir bicausal, ya que sería tanto "procausal" como retrocausal- tiene dos flechas del tiempo que van en direcciones opuestas. Por lo tanto, puede ser localmente procausal y localmente retrocausal, y aun así tener una correlación similar al espacio y bucles en el tiempo. Pero nadie tiene un modelo de trabajo de tal teoría.

El "superdeterminismo" se vuelve mucho menos ridículo si simplemente establece lo siguiente: en un experimento tipo Bell, ni Alice ni Bob pueden "cambiar de opinión" sobre qué medir, sin tener uno o más cambios en la configuración del experimento . en el pasado lejano . Si cambia alguna de estas configuraciones, no solo la cantidad de excrementos del mouse puede cambiar o no, sino que todo el experimento se reinicia. Esto ya elimina la contradicción de Bell. No se necesita ninguna ley física no local.
La causa inmediata de los escenarios experimentales es la cantidad de excrementos de ratón. Entonces, en este caso, la cadena de causa y efecto desde el pasado distante hasta la elección del experimento pasa por las entrañas del ratón. La cadena de causa y efecto desde el pasado distante hasta, por ejemplo, los fotones en un par EPR no lo hace. Así que sigue siendo ridículo, porque afirma que la digestión de roedores es un medio de alta fidelidad para comunicar en qué vacío subcuántico estamos.
¿Cómo te imaginas un cambio en el pasado distante que afecta el intestino de un ratón pero no los fotones EPR? Incluso si los fotones EPR están fuera del cono de luz, simplemente puedo ir más lejos al pasado... hasta el universo temprano inflacionario, si es necesario.
El pasado lejano es un antecedente causal tanto de los escenarios experimentales como del par EPR. Pero para los escenarios experimentales, la cadena local de causa y efecto "atraviesa" el ratón, mientras que no lo hace para el par EPR. El escenario es que la selección del entorno experimental está determinada por lo que sucede dentro del ratón, un complicado proceso macroscópico ...
por lo tanto, no puede obtener las estadísticas correctas simplemente confiando en que el vacío subcuántico es el mismo en todas partes.
@ Mitchell: incluso si la cadena lógica no pasa por el intestino del ratón, restablece los datos para el experimento EPR. Entonces los fotones se ven afectados por los datos pasados.
Lo triste es que no puedo meter en la cabeza de la gente que las mediciones contrafactuales no son significativas, incluso en las teorías CA. Los operadores que no son diagonales en la base CA no se pueden medir. El punto que parece escaparse todo el tiempo es que una CA puede ser tan compleja que no se necesitan medidas contrafactuales para describir el resultado de una observación macroscópica. Esta es la razón por la que los operadores no diagonales pueden, sin embargo, ser extremadamente útiles para describir los resultados intermedios de un cálculo cuántico.
No tienes que pensar en términos de contrafácticos. Puede tener muchas instancias del mismo experimento (pero con configuraciones variadas) que se llevan a cabo en el mismo espacio-tiempo. La implicación del teorema de Bell es que no puedes obtener las frecuencias correctas para los resultados de una física determinista local, a menos que sintonices artificialmente las causas microscópicas en cada ubicación separada para dar las frecuencias deseadas.
Nunca dije que los fotones no se ven afectados por el pasado. El problema es que los escenarios experimentales pueden controlarse mediante procesos macroscópicos arbitrariamente complicados. Cuando esto sucede en dos o más ubicaciones que están separadas como el espacio, no hay forma de que un vacío subcuántico compartido sea la causa común detrás de las correlaciones de Bell...
Cada ubicación solo tiene una copia local de los datos de vacío, pero para producir las correlaciones, el aparato en cada ubicación también necesitaría "conocer" la configuración del aparato en la otra ubicación, que no está determinada por los datos de vacío. , están determinados por los procesos de control macroscópico.
@ Mitchell: ¿Está de acuerdo con lo siguiente? Sus "procesos macroscópicos arbitrariamente complicados" tienen un pasado; para cambiar la configuración del filtro de polarización a , hay que cambiar ese pasado. Al restablecer el pasado, los "datos de vacío locales", tanto en a y en b , habrá cambiado por completo. Mi punto es que, si un fotón en a o en b pasa, es difícil o imposible de calcular en la teoría determinista. Solo las posibilidades se pueden calcular utilizando QM como herramienta. ¿Aceptable o no?
Tienes que mostrar cómo el pasado alterado podría producir las oportunidades correctas sin un ajuste milagroso , cuando las oportunidades correctas dependen de la configuración experimental, y la configuración experimental depende del peso de los excrementos del ratón, o el número de rayos módulo 2, o el n-ésimo. dígito de pi, o cualquier otra entrada que podría usarse para gobernar un proceso de control...
Podemos hacer que la elección de los escenarios dependa de un proceso caótico determinista. Este caótico proceso intermedio aleatoriza necesariamente cualquier "señal" que existiera en el estado físico microscópico local. Entonces, la única forma de obtener las estadísticas correctas en los resultados experimentales será tener un ajuste fino exponencial de las condiciones iniciales.
@Mitchel: La CA es una computadora universal, como tal no integrable. Creo que mi CA: el mapeo cuántico solo prueba que la CA genera un "ajuste fino milagroso". No se aleatoriza exactamente. Calcula con mayor precisión que un mouse, así que sí, controla el intestino del mouse. Ahora recuerde que la QFT generada por la CA sigue obedeciendo a la causalidad cuántica (es decir, los conmutadores desaparecen fuera del cono de luz), por lo que el ajuste fino sigue siendo causal, lo que lo hace un poco menos "milagroso". Nunca podemos cortocircuitar esta computadora universal, pero podemos calcular sus correlaciones usando el mapeo en QM.
Que estas correlaciones sean "absurdas" o "ridículas" no es un argumento suficientemente bueno para mí. El intestino del ratón, el cerebro, una máquina con aletas, todos obedecen leyes de conservación como la energía y el momento angular, y las leyes de la termodinámica. Por lo que también obedecen a la unitaridad. No hay nada absurdo o ridículo en eso. Solo haz el CA - mapeo cuántico.
Con respecto a sus construcciones: mi expectativa es que el teorema de Bell sea irrelevante para los campos bosónicos libres porque la física no es lo suficientemente rica como para hacer un dispositivo de medición. No estoy seguro acerca de la cadena, pero si puedes realizar un escenario de Bell allí, creo que tendría que estar en un espacio obtenido por una transformación no local (¿holográfica, twistorial,...?) del espacio de destino. No debería ser posible producir violaciones de Bell directamente en el espacio objetivo, por las razones habituales.
Estaría feliz de continuar en el "chat", pero no voy a perder el tiempo tratando de descubrir cómo hacer esto.
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Es esencial agregar interacciones, haciendo que la CA no sea trivial. Sólo entonces mis argumentos tienen sentido. Sin eso, también funcionan, pero son solo formalidades y semántica. Las interacciones convierten a su CA en una computadora universal. Todavía puede "resolver" las ecuaciones de CA, pero no puede acelerarlas usando, por ejemplo, técnicas de grupo de renormalización (RG), para ir a escalas de tiempo y distancia más grandes. Por lo tanto, necesitaría una computadora con dimensiones planckianas. Eso no existe hoy.
@G.'tHooft, me parece que su Superdeterminismo es solo un Necesitarismo, cuando dijo ... "¿Cómo imagina un cambio en el pasado lejano que afecta el intestino de un ratón pero no los fotones EPR? Incluso si el Los fotones EPR están fuera del cono de luz, simplemente puedo ir más al pasado" . la cadena causal que constituye el mundo no puede haber sido diferente, solo hay una manera para que el mundo sea.
@ G.'tHooft y en physics.stackexchange.com/questions/32203/… "si desea cambiar de opinión sobre qué medir, porque tiene "libre albedrío", entonces este cambio de opinión siempre tiene sus raíces en el pasado, hasta el tiempo -> menos infinito, te guste o no"
@MitchellPorter Parece que su idea ahora se ha convertido en la "función de caída del mouse". Ver pág. 141 (y en otros lugares) de arxiv.org/abs/1405.1548v1 . :)
Los argumentos de que el superdeterminismo es ridículo parecen sospechosamente acoplados a la emoción y el juicio humanos, que a la naturaleza no podría importarle menos. Independientemente, realmente admiro a @G.'tHooft por defender su posición e incluso por incluir esta conversación en un artículo posterior. ¿Por qué siento que una vez que tengamos una descripción completa del ciclo principal del universo, el superdeterminismo de repente pasará de parecer ridículo a ser enseñado como algo obvio para los estudiantes de física de primer año?

El superdeterminismo es simplemente la teoría de que el determinismo está predeterminado. Para que eso sea cierto, entonces estamos diciendo que algo solo puede provenir de la nada, estableciendo así la verdadera causa y efecto. Cualquier cosa que sea 'verdaderamente' casual no puede existir antes de su propia existencia. Solo hay una cosa que puede satisfacer tales requisitos y es una verdadera dicotomía causal que sería no local a su estado efectivo, es decir, el giro, que observamos como local. ¿Seguirme hasta ahora?

Si es así, quizás encuentre mis hallazgos sobre este tema de importancia:

http://fqxi.org/community/forum/topic/1809

... John Bell tenía razón: "Hay una manera de escapar de la inferencia de velocidades superlumínicas y acción espeluznante a distancia. Pero implica un determinismo absoluto en el universo, la ausencia total de libre albedrío".

Su descripción del superdeterminismo no es exacta. Consulte Hossenfelder and Palmer 2019 (preimpresión) y Hossenfelder 2020 (preimpresión) para obtener una introducción.