De basis van de werkelijkheid: informatie of kwantummechanica?

We zijn allemaal de verbazingwekkende gekheid van de kwantummechanica tegengekomen; dat het zijn voorspellingen doet in een probabilistische in plaats van een deterministische vorm, dat het niet toestaat dat onbekende toestanden worden gekopieerd en dat het ene kwantumobject onmiddellijk een ander kan beïnvloeden, ongeacht de afstand ertussen, maar niet op een manier die sneller dan het licht mogelijk maakt communicatie.

Dat is een geweldige theorie en de afgelopen jaren hebben natuurkundigen een hele reeks theorieën ontdekt die hetzelfde doen. De vraag is welke kiezen we?

Een paar kunnen worden uitgesloten omdat ze verschillende rekentaken op onwaarschijnlijke manieren vereenvoudigen. Maar de rest leek min of meer gelijkwaardig. Tot nu.

Marcin Pawlowski van de Universiteit van Gdansk in Polen en een paar vrienden zeggen dat de toevoeging van een enkele extra overweging de niet-fysieke theorieën snel en gemakkelijk scheidt van de fysieke.

Het idee is gebaseerd op informatie en kan eenvoudig worden geformuleerd. De regel is deze: het verzenden van m klassieke bits levert een informatiewinst op van maximaal m bits.

Het klinkt verbijsterend eenvoudig en misschien is het dat ook. Pawlowski en co zeggen dat zonder dit principe, niet-fysieke theorieën het mogelijk maken om extra informatie te verzenden. Ze wijzen erop dat de regel alleen van toepassing is op klassieke bits. In de echte kwantumwereld kan extra informatie worden verzonden met behulp van de ideeën van superdichte codering.

Het team zegt dat omdat het idee onderscheid maakt tussen fysieke en niet-fysieke versies van de kwantummechanica, het een fundamentele eigenschap van het universum moet zijn.

Misschien. Het probleem met dit argument is dat de nieuwe regel tot nu toe geen inzicht geeft in de aard van de kwantummechanica (of informatie) en geen voorspellende kracht lijkt te hebben. Daar zal niemand veel aan hebben.

De waarheid is dat dit team niet de eerste is die nadenkt over de rol die informatie speelt in de kwantummechanica.

Er is geen gebrek aan theoretici die het probleem van het begrijpen van de aard van informatie als het grootste mysterie van onze tijd erkennen.

Verschillende teams worstelen met het probleem om een ​​kwantumversie van Shannon's Theory of Communication te produceren, die beschrijft hoe een klassieke boodschap die op het ene punt in de ruimte is gecreëerd, op een ander punt kan worden nagemaakt. Het probleem is hoe in zeer algemene termen de regels moeten worden beschreven die bepalen hoe een kwantumbericht dat op het ene punt in de ruimte is gecreëerd, op een ander punt kan worden nagemaakt.

Anderen proberen de wetten van de kwantummechanica opnieuw te tekenen in termen van alleen kwantuminformatie.

Roy Frieden van de Universiteit van Arizon in Phoenix heeft al de wetten van de natuurkunde afgeleid, inclusief de Schrodinger-vergelijking, met behulp van het krachtige idee van Fisher-informatie (hoewel de methode niet het soort voorspellingen heeft opgeleverd dat nodig is om het mainstream te maken).

Al dit werk komt voort uit het groeiende besef dat het niet de natuurwetten zijn die bepalen hoe informatie zich in ons heelal gedraagt, maar andersom. De implicatie is buitengewoon: dat informatie op de een of andere manier het spookachtige fundament van ons universum is en dat al het andere is afgeleid. Dat is echt geestverruimend.

Referentie: arxiv.org/abs/0905.2292 : Een nieuw fysiek principe: informatiecausaliteit

zich verstoppen