¿La computación cuántica se basa en interpretaciones particulares de la mecánica cuántica?

Generalmente, cuando realiza un cálculo cuántico, debe realizar algún tipo de medición de los qubits al final del algoritmo donde el resultado que está buscando es un resultado muy probable (pero no necesariamente seguro). En cualquier interpretación que realmente esté de acuerdo con los resultados básicos de la mecánica cuántica, estas probabilidades seguirán siendo válidas y el algoritmo seguirá funcionando.

Si se descarta una interpretación por la posibilidad de la computación cuántica, entonces (probablemente) es incorrecta porque contradice la mecánica cuántica. Que yo sepa, todas las interpretaciones que mencionó, aunque deterministas, aún dan resultados de acuerdo con la mecánica cuántica y no pueden descartarse por la existencia de una computadora cuántica.

Como señalaron Dan y Mark, la respuesta breve a su pregunta es NO. La computación cuántica se basa únicamente en el marco matemático de QM, es decir, la parte que es común a todas las interpretaciones, en la medida en que sean interpretaciones en lugar de teorías físicas alternativas. Si una teoría predice que la computación cuántica no puede funcionar, la teoría debe desviarse de alguna manera del marco de QM, o agregar algún nuevo principio físico al marco con nuevas consecuencias observables, ninguna de las cuales es una mera "interpretación". supone que debe hacer.

Por otro lado, también se puede hacer la siguiente pregunta: ¿algunas interpretaciones proporcionan más información ?en cómo funciona un control de calidad que otros? David Deutsch, uno de los inventores de la computación cuántica, estaba motivado por el objetivo de hacer vívida la interpretación de muchos mundos (de la cual es un firme creyente) y ha argumentado durante décadas que la computación cuántica hace cualquier interpretación que no sea una interpretación de muchos mundos. una mirada irremediablemente artificial. Sin embargo, otros que trabajan en computación cuántica discrepan vehementemente con esa afirmación y dicen que podemos entender un control de calidad muy bien desde (por ejemplo) una perspectiva de Copenhague, bayesiana cuántica o "cállate y calcula". Probablemente a la mayoría de los investigadores de control de calidad no les importa el debate sobre la interpretación, o lo consideran principalmente como una fuente de diversión. Sus objetivos principales son (a) construir dispositivos que funcionen y (b) comprender qué podríamos hacer con esos dispositivos.

Sin embargo, aquí agregaré mi opinión personal de que algunas interpretaciones, como deBroglie/Bohm y sus primos, parecen bastante artificiosas si tratamos de usarlas para comprender la computación cuántica. Sí, ciertamente deBroglie/Bohm predice que el control de calidad puede funcionar, ya que todosde sus predicciones son las mismas que las QM estándar. Sin embargo, en cualquier algoritmo cuántico interesante (como el algoritmo de Shor), el "trabajo" computacional se realiza claramente mediante transformaciones unitarias en una función de onda de n partículas exponencialmente grande y altamente entrelazada, una situación que conduce a intuiciones muy diferentes de aquellas. sugerido por una o dos partículas que se mueven en un potencial. Si resolviera las trayectorias de las partículas de Bohm en el algoritmo de Shor, se verían como un espectáculo secundario cómicamente irrelevante para el evento principal, sin agregar valor explicativo y simplemente "acompañando el viaje". (Consulte esta pregunta para obtener más información).

Finalmente, para algunas interpretaciones, como la "interpretación transaccional", creo que nunca se ha explicado satisfactoriamente cómo pueden explicar la computación cuántica. Pero si es así, entonces esa es simplemente otra forma de decir que no se ha explicado satisfactoriamente cómo reproducen QM. Ver aquí para más.

Como señala Dan en su excelente respuesta, la mayoría de las "interpretaciones" alternativas reproducen la mecánica cuántica estándar por construcción. Sin embargo, las interpretaciones del colapso como la teoría GRW o el colapso gravitacional de Penroseparecen prohibir la coherencia en sistemas cuánticos más grandes que cierto tamaño o masa. Por supuesto, estas escalas de descomposición son mayores que las que se han logrado en los experimentos cuánticos, de lo contrario, estas interpretaciones ya se habrían falsificado o confirmado. Dado que las computadoras cuánticas posiblemente podrían requerir grandes tamaños para alcanzar el límite de tolerancia a fallas, tal vez estas teorías del colapso entrarían en juego. Sin embargo, incluso si usáramos un millón de iones atrapados, todavía no estaríamos cerca de la masa de Planck requerida para el colapso de Penrose, y probablemente bastante lejos del límite GRW. Con qubits más grandes como los sistemas superconductores, tal vez el límite de colapso hipotético sería más pequeño que una computadora tolerante a fallas en funcionamiento. Sin embargo, es un gran si.

Editar en respuesta a los comentarios

Es cierto que las teorías que mencioné no son "interpretaciones" según la definición pedante. Sin embargo, todos estos ejemplos generalmente se agrupan con interpretaciones verdaderas y se enseñan en las mismas clases de filosofía, por ejemplo :) En realidad, el final del libro de Bohm está dedicado a las extensiones de su teoría que podrían falsificar QM estándar. Leyendo los escritos de Chris Fuchssobre el bayesianismo cuántico deja muy claro que, en última instancia, está interesado en encontrar una teoría fundamentalmente diferente que pueda probarse experimentalmente. Esto se debe a que los físicos saben que para que su teoría favorita sea interesante (al menos para el resto de la comunidad científica), también debe ser falsable. El hilo común que todas estas variantes comparten con las interpretaciones verdaderas es que, por construcción, predicen correctamente los resultados de todos los experimentos cuánticos realizados hasta la fecha. Es por eso que pensé que valía la pena mencionarlos como un ángulo diferente de las respuestas existentes.