1.3. Декогеренция

С понятием запутанного состояния неразрывно связано понятие декогеренции [22...25]. Декогеренция – это процесс потери когерентности квантовых суперпозиций в результате взаимодействия системы с окружающей средой. Применительно к квантовым компьютерам декогеренция играет отрицательную роль на стадии вычислений и положительную – после вычислений, при выводе полученных результатов. Декогеренция системы сопровождается появлением у нее классических черт, соответствующих информации, записанной в окружении. Это можно описать как запутывание системы с ее окружением, возникающее в процессе их взаимодействия. Вследствие запутывания с окружением сама исходная система из запутанного начального состояния переходит в незапутанное смешанное состояние (смесь). Суперпозиция состояния системы исчезает, по крайней мере, ее невозможно наблюдать, если ограничиться лишь самой системой, не затрагивая ее окружения. Следствием декогеренции является то, что предсказания квантовой теории для макроскопических состояний невозможно отличить от предсказаний классической теории, если только не контролировать все степени свободы. С практической точки зрения декогеренция полностью объясняет, как происходит процесс взаимодействия с окружением и как после этого возникает смесь, эквивалентная распределению по различным состояниям со своими вероятностями. Но все это справедливо только в том случае, если мы готовы ограничиться рассмотрением открытых систем. То есть когда при исследовании некоторой подсистемы, мы производим усреднение по степеням свободы, остающимся вне этой подсистемы, что и ведет к появлению смеси вместо суперпозиционного состояния со своим окружением. Если же не ограничиваться подсистемой, а рассматривать замкнутую систему, то вместо смеси необходимо будет учитывать суперпозицию состояний.

В связи с этим, теории декогеренции удалось получить результат, который имеет большое концептуальное значение. Дело в том, что до недавнего времени считался справедливым так называемый постулат редукции волновой функции. Именно им объяснялся однозначный вид окружающей реальности, и предполагалось, что все остальные альтернативные члены суперпозиции коллапсируют, исчезают. Говоря простым языком, весь вопрос сводился к тому, существует ли одновременно множество «картин» реальности и мы, в принципе, способны переключаться между ними, или все они «схлопываются» в одну – ту которую мы видим, а другие увидеть никогда не сможем.

Теория декогеренции отвечает на этот вопрос и доказывает [22, 23], что никакой редукции не происходит, а также объясняет, почему постулат редукции приводит к правильным предсказаниям. Постулат редукции при этом не лишается смысла, но меняется его статус. Редукция остается простым и изящным вычислительным приемом в том случае, если требуется рассчитать поведение системы, после того как произошло взаимодействие с окружением и при этом «проявлен» один из возможных результатов этого взаимодействия. Другие результаты взаимодействия (остальные члены суперпозиционного запутанного состояния системы и окружения) никуда не исчезают, они остаются лишь в скрытом, латентном состоянии и в любой момент могут быть «проявлены».

Тривиальным примером замкнутой системы является человек и окружающая его Вселенная. Такая система уже не является смесью и находится в суперпозиционном состоянии, т.е. каждый из нас находится в смешанном запутанном состоянии со всем окружающим миром. В этом состоянии, наряду с классическими корреляциями (ответственными за формирование предметного мира), существуют квантовые корреляции (ответственными за «чудеса» в предметном мире), и возникает принципиальная, теоретически обоснованная возможность дистиллировать запутанность с помощью описанного выше процесса очищения запутанности.

Возникает вопрос, почему же люди (по крайней мере, довольно значительная их часть), предпочитают видеть только классические корреляции и не пользуются «волшебными» свойствами запутанных состояний. Ответить на этот вопрос несложно. Во-первых, классические корреляции проще наблюдать, поскольку они соответствуют информации «записываемой» в человеческом теле, и сознание человека автоматически, с самого детства способно анализировать эту информацию. Во-вторых, очищение запутанности – сложный процесс, требующий определенных навыков. Лишь немногие получают эту способность при случайной или целенаправленной инициации, для большинства же из нас овладение этим процессом в полном объеме связано со значительными усилиями (хотя начальные навыки даются довольно легко практически каждому).

Интуиция от лат. initio – начинать, вводить (в курс дела), допускать (к чему-либо), посвящать (в тайну и т.п.). Здесь – быстрое приобретение указанных навыков в результате стороннего воздействия. Классический пример – инициация Иисусом своих учеников. «И призвав двенадцать учеников Своих, Он дал им власть над нечистыми духами, чтобы изгонять их и врачевать всякую болезнь и всякую немощь» [Мат. 10, 1]. В настоящее время этот метод используется все чаще, особенно молодыми эзотерическими школами. Однако, что легко дается, легко и потерять, если не заниматься усиленной практикой, как говориться, «молитвою и постом». Эти слова уже стали нарицательными и имеют более широкий смысл упорной внутренней работы. Напомню, что взяты они из Священного писания. Когда ученики не смогли исцелить бесноватого своими силами и спросили Иисуса, почему они не в состоянии это сделать, Учитель ответил: «Сей же род изгоняется только молитвою и постом» [Мат. 17, 21].

О роли сознания наблюдателя в процессе декогеренции, на страницах журнала УФН (Успехи физических наук) относительно недавно проходила широкая научная дискуссия [26, 27].

Предварительно можно сделать вывод, что, управляя своим сознанием и изменяя степень запутанности со своим окружением, мы в состоянии воспринимать различные слои реальности и использовать на практике необычные свойства запутанных состояний.

Таким образом, от теоретических основ квантового компьютера мы постепенно подошли к фундаментальным вопросам естествознания, к тем существенным изменениям в научной картине мира, которые следуют из последних достижений современной теоретической физики.