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Mecánica cuántica en dos sistemas
Ep546: Cafeína; Cuántica y Números Complejos; Altruismo y Ética; Supernova
19 de febrero de 202610 momentos
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Francis Villatoro explica que combinar sistemas cuánticos no puede hacerse directamente, sino con un método sutil para que el resultado coincida con la mecánica cuántica compleja.
…producto editorial modificado. Uno de los artículos últimos es el de gran etiquetado. Yo etiqueto los espacios de Hilbert, añado una cierta... Entonces tengo que jugar con las etiquetas y combinarlas de manera adecuada en función de lo que estoy combinando. entonces cuando yo combino sus sistemas no puedo pegarlos a lo bruto sino que tengo que hacerlo de la manera sutil y adecuada para que el resultado final coincida con el de la mecánica cuántica, compleja, puedo hacerlo, es decir, no es imposible hacerlo pero si es muy engorroso y es lo que comentaba también en última instancia Gastón, eso de sustituir la imaginaria con una matriz 2x2 pues siempre lo puedo hacer pero es mucho más engorroso en las formulaciones conforme más avanzas en física cuántica usar los números complejos es lo más natural y en la línea de lo que decía José, José ahí ha demostrado que está Influido por Penrose, Penrose tiene un libro que se llama The Road to Reality, El Camino de la Realidad y es un libro gordo de petete, tiene como mil páginas o más de mil páginas, mil y cien páginas y ese libro lo único que dice, bueno, dice dos cosas.…
Significado #1 · Palabras #12
José Edelstein continúa relatando una anécdota sobre el físico Stuckelberger, quien utilizaba a su perro para evaluar la calidad de las charlas en el CERN.
Habla: José EdelsteinSignificado #2 · Palabras #13perro de stuckelberger evalúa charlastrabajo de stuckelberger previo a bellidentificación del entrelazamiento cuánticomecánica cuántica en dos sistemas…en un trabajo de un famoso físico, bueno, bastante conocido, Stuckelberger, que era un hombre que estaba en el CERN, iba con su perro a los seminarios y es famoso porque él decía que el perro ladraba si veía algo raro en lo que estaba contando el speaker. entonces era mala señal para los que iban a dar charlas en el CERN que el perro de Stuckelberger ladrara. Y Stuckelberger básicamente argumenta en un trabajo publicado, creo que en 1960, o sea, previo a Bell, por ejemplo, eso es importante, previo al trabajo de John Stewart Bell y a la identificación del entrelazamiento y a la identificación de todo lo que la mecánica cuántica encierra cuando uno hace no observaciones en un único sistema, sino en dos sistemas. Que estuvieran en contacto previo, que eso es un salto conceptual importante de la mecánica cuántica. Pero bueno, Stuckelberger básicamente argumenta que uno puede deshacer toda la notación compleja de la ecuación de Schrödinger: o sea, en lugar de poner el i…
José Edelstein explica cómo la unidad mínima de información en un sistema complejo, un qubit, utiliza números complejos para representar una superposición de valores.
Habla: José EdelsteinPalabras #19qubit unidad mínima informaciónnúmeros complejos superposición de valoresespacio de dos planos complejoscuatro grados de libertad qubit…cuántica y lo adaptas para que te dé lo mismo, lo vas a poder hacer, pero eso mucha gracia no tiene porque creo yo en mi opinión: porque en realidad si tú dices vamos a fiarnos de los números reales, empiezas a llegar a conclusiones erróneas muy rápidamente. Pongo un ejemplo muy simple, que es un qubit, la unidad mínima de información que guarda un sistema complejo, algo que tiene dos valores, como el 0-1 binario, pero que todos han escuchado hablar que en la mecánica cuántica uno puede tener una superposición del 0 y 1, y los números que multiplican al 0 y al 1 en esa superposición son números complejos, por lo tanto un qubit vive, habita naturalmente un espacio que es el de dos planos complejos, el plano complejo al cuadrado, tiene cuatro grados de libertad, dos qubits independientes, bueno tienen ocho, porque son cuatro más cuatro ocho, que en el fondo es multiplicar por dos los dos que tiene cada qubit, dos por dos cuatro, pero como es un número complejo lo duplico y me da ocho. Si uno arranca de entrada con variable real y diciendo que el qubit tiene 4 grados de libertad, cuando pongo 2 qubits lo que te lleva naturalmente es decir 4x4 es 16, que no es el número real de los grados de libertad. Claro, si uno ya sabe que no te tiene…
Héctor Socas resume los puntos planteados por José Edelstein sobre la equivalencia de formulaciones en mecánica cuántica y plantea dos preguntas distintas.
Habla: Héctor SocasSignificado #14 · Palabras #11equivalencia formulaciones mecánica cuánticapreguntas distintas planteadas por josé edelstein…por qué, o sea, porque yo mirando el trabajo no me queda muy claro por qué se omite, porque uno podría esperar una mención elíptica, el tipo, otros resultados considerados líneas distintas o algo así, pero me llamó la atención a mí también eso, dice José. Quería, quería, sí Déjame decir solo: hay dos cosas aquí, ¿no? Y José las puso de manifiesto, que podrían ser dos preguntas diferentes. Una es, si existe una formulación equivalente, o sea, la primera pregunta es si es equivalente; existe una formulación equivalente real de la mecánica cuántica. Y otra es, si existe. Es la correcta, entonces en ese sentido el paper de 2021, lo que establece es que no son equivalentes. O sea, que una formulación real de la mecánica cuántica no va a dar las mismas predicciones que una compleja. Y luego vienen los papers de los experimentos,…
Gastón Giribet explica que los números complejos son fundamentales en diversos campos de la física, desde la óptica hasta la electricidad, y que su uso va más allá de una simple comodidad de cálculo, siendo incluso una exigencia del formalismo en mecánica cuántica.
Habla: Gastón GiribetPalabras #16números complejos en físicaformalismo en mecánica cuánticaresonancia sistema simple mecánica…la difracción o la interferencia, con exponenciales complejas. Es mucho más cómodo porque usar cosenos y senos hay que acordarse que el seno de A más B es igual al coseno. Puede hacerlo pero es mucho más fácil. A último momento uno toma la parte real de todo. Entonces, en la física los números complejos son ubicuos, o sea, están en la óptica, en la electricidad, en un montón de cosas. Ahora, es más cuando calcula resonancia el sistema simple de mecánica, pero al final del día uno siempre entendía que era una comodidad de cálculo. Ahora, mecánica cuántica es más que una comodidad de cálculo, es una exigencia del formalismo. Bueno, eso es lo que se pone en tela de juicio. Al menos la pregunta. Es natural, porque es la primera vez que necesito y no me siento cómodo con esta estructura. Bueno, todo parece indicar que los números complejos son, en ese sentido, necesarios. Cuando se discute en esto, me recuerdo un artículo de Cuanta del 2023 que hacía…
José Edelstein reflexiona sobre las discusiones relacionadas con la física cuántica, mencionando el uso de la ecuación de Schrödinger y simulaciones por ordenador.
Habla: José EdelsteinSignificado #18ecuación de schrödinger en simulacionesformulaciones de física cuántica inicialesmecánica cuántica según feynman…reales y no aparecen, no se cuelan, es como si hubiera un código de máquina y luego lo que podemos ver que no es exactamente el mismo código de máquina. a mí eso me parece mucho más cercano a algo que me resulta misterioso que a los números complejos a La duda, o sea, pensemos que además no solo cuando la gente hace este tipo de disquisiciones sobre la cuántica agarra la ecuación de Schrödinger o agarra, no sé, el computador; las formulaciones de la mecánica cuántica no relativista iniciales y juega con eso, hace jueguitos con eso, pero es que luego la mecánica cuántica tiene la formulación de Feynman que funciona, que en ese sentido es correcta, y que no sé, escribir la. Integral de Feynman sin números complejos, retorciendo todo seguramente es posible, pero es muy antinatural; y luego recordemos que cuando uno incluye una ley de la naturaleza como es la relatividad, o sea que la mecánica cuántica tiene que ser relativista…
Francis Villatoro explica cómo la mecánica cuántica utiliza axiomas en lugar de leyes físicas, comparándolo con el enfoque de Newton.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #3axiomas en mecánica cuánticaespacio de hilbert para sistemas físicosproducto tensorial de espacios hilbertnewton versus formulación axiomática…si han quedado claras con todo lo que se ha dicho antes, muchas cosas. Si es cierto que obviamente si los números complejos tienen parte real y parte imaginaria yo puedo construirlo todo utilizando números complejos. Aquí el punto clave es el punto de lo que. En mecánica cuántica se llaman axiomas, formulación axiomática de la mecánica cuántica, que lo que Newton llamaba leyes de la física. En mecánica cuántica no le llamamos leyes, pero son las leyes de la cuántica; entonces el estado de un sistema físico se representa con un espacio de Hilbert. Cuando tengo un sistema compuesto de subsistemas, los espacios de Hilbert de los subsistemas se multiplican con un producto tensorial, eso es algo muy natural; es una opción súper natural y este. Es el gran hándicap cuando yo paso de la mecánica cuántica en espacios de Hilbert en variable compleja a usar espacios de Hilbert de dimensión doble en variable real. ¿Que si yo uso el producto tensorial, que es lo natural, lo que te fluye? Si tengo un…
Francis Villatoro explica que combinar sistemas cuánticos no puede hacerse directamente, sino con un método sutil para que el resultado coincida con la mecánica cuántica compleja.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #12combinación de sistemas cuánticosmétodo sutil para mecánica cuánticasustitución imaginaria matriz 2x2números complejos en física cuánticademostración de josé edelstein…producto editorial modificado. Uno de los artículos últimos es el de gran etiquetado. Yo etiqueto los espacios de Hilbert, añado una cierta... Entonces tengo que jugar con las etiquetas y combinarlas de manera adecuada en función de lo que estoy combinando. entonces cuando yo combino sus sistemas no puedo pegarlos a lo bruto sino que tengo que hacerlo de la manera sutil y adecuada para que el resultado final coincida con el de la mecánica cuántica, compleja, puedo hacerlo, es decir, no es imposible hacerlo pero si es muy engorroso y es lo que comentaba también en última instancia Gastón, eso de sustituir la imaginaria con una matriz 2x2 pues siempre lo puedo hacer pero es mucho más engorroso en las formulaciones conforme más avanzas en física cuántica usar los números complejos es lo más natural y en la línea de lo que decía José, José ahí ha demostrado que está Influido por Penrose, Penrose tiene un libro que se llama The Road to Reality, El Camino de la Realidad y es un libro gordo de petete, tiene como mil páginas o más de mil páginas, mil y cien páginas y ese libro lo único que dice, bueno, dice dos cosas.…
Francis Villatoro explica que, al intentar construir una mecánica cuántica con números reales, se debe prescindir de un axioma fundamental para combinar subsistemas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17axioma cuántica combinar subsistemasmecánica cuántica números realesnaturaleza rechaza axioma cuántico…de ese libro, que está muy bien que he escrito; yo lo recomiendo, se lee muy bien, está lleno de fórmulas, pero es un libro de divulgación. Así que esas son un poco las circunstancias; podemos construir una mecánica cuántica con números reales pero tenemos Que prescindir de ciertas cosas, y la cosa que más nos duele prescindir es ese axioma de la cuántica que nos permite combinar subsistemas para formar un sistema, que es un axioma súper trivial y súper obvio. Y por desgracia, si lo mantenemos, la naturaleza nos dice que lo estamos haciendo mal. Entonces cuando de manera clásica se hablaba de mecánica cuántica real, que consistía en mantengo toda la cuántica y solo cambio que el espacio de Hilbert sea real de dimensión doble, eso no me conduce a una descripción de la naturaleza, la naturaleza me dice…
Héctor Socas retoma la discusión sobre los problemas que surgen al intentar representar números complejos como reales en mecánica cuántica, específicamente al realizar el producto tensorial para combinar sistemas.
Habla: Héctor SocasPalabras #15producto tensorial en sistemas cuánticosnúmeros complejos como reales mecánica cuánticaproblema al representar números complejos…de la naturaleza, la naturaleza me dice que eso está equivocado, tengo que tocar otros axiomas de la mecánica cuántica, otras leyes de la mecánica cuántica para adecuadamente tuneadas conseguir que se siga describiendo la realidad Qué cosa tan curiosa, ¿no? Eso que acabas de decir: que el mayor problema es a la hora de pegar esos sistemas que básicamente es hacer el producto tensorial, que es el producto interno, que multiplica dos vectores y te da otro vector, y es justamente cuando uno piensa en representar los números complejos como reales, es donde, como decíamos al principio, tienes un poco el problema. Lo puedes hacer, pero tienes que definir un producto interno de esos dos vectores que te den otro vector, que no es el natural, no es el producto vectorial de toda la vida, ¿no? El producto es donde está la madre del cordero, ¿no? De todo este problema. Vale, hay que cuidar las palabras, ¿no? Producto interno suele ser un producto de dos vectores que te dan un número real. Y producto vectorial es un producto que te da un vector.…
Francis Villatoro explica cómo la descripción de un qubit requiere números complejos, incluso cuando se intenta pasar a una mecánica cuántica real.
Habla: Francis VillatoroPalabras #14qubit descrito por números complejosmecánica cuántica real necesita qubits auxiliares…de forma tan natural, pero luego parece que en lo que nosotros observamos en el mundo observable no parecen estar presentes o al menos no de una forma identificable, no tanto como pi. Si queréis os menciono para acabar el tema de los qubits, un qubit. Por naturaleza está descrito por dos números reales que son dos ángulos en una esfera, la esfera de Blob; es decir, es un número complejo. Un qubit necesariamente tiene que tener una descripción con números complejos. Cuando yo paso a una mecánica cuántica real, el qubit lo tengo que convertir en dos qubits: un qubit al que llamo físico y un qubit al que llamo auxiliar, en inglés, ancillary. Es un qubit auxiliar. Claro, eso es muy fácil, ¿vale? Es sencillo, ¿no? Cada qubit lo convierto en dos. Pero, ¿qué pasa cuando tengo muchos qubits? Y cuando estoy aplicando un algoritmo cuántico sobre un grupo de qubits, yo que sea 8 qubits, en mecánica cuántica real tengo los 8…