Física Cuántica: ¿Qué es la información?

El siguiente extracto de mi manuscrito sobre la naturaleza y las características de las partículas subatómicas y espaciales ofrece una posible explicación.

¿Qué se entiende por información?

La información es lo que obtenemos o recibimos en forma de bits, figuras u otros hechos que podrían describir cosas, objetos o el funcionamiento de los sistemas. Por ejemplo, para predecir lo que sucederá cuando agreguemos agua caliente en un baño, necesitamos conocer todos los hechos sobre la naturaleza cuántica de las moléculas de agua más las de su entorno y las leyes relevantes de la física. Dado que todo en el universo está hecho de las dos partículas elementales fundamentales, comprender las leyes que rigen sus comportamientos individualmente y cómo interactuarán entre sí nos permitirá predecir el resultado de cualquier sistema físico.

¿Cuál es la información registrada por instantánea?

Hemos argumentado que cada partícula de energía fundamental, ya sea una ruleta o una cadena de energía, transporta bits binarios de información. Primero deletreemos cuáles son estos bits de información y luego extrapolemos cómo la recopilación de estos bits podría construir la información por marco de espacio-tiempo.

  1. Cada spinner tiene giro CW o ACW. Se pueden expresar como 1 o 0.
  2. Las partículas espaciales se entrelazan para formar la matriz del espacio que forma el tejido pixelado del espacio. Esta matriz tiene los valores numéricos tridimensionales para identificar la ubicación de cada partícula espacial que forma la matriz espacial. Este valor es el posicionamiento cósmico de las partículas espaciales. Es similar al uso del GPS para ayudarnos a encontrar nuestro camino cuando conducimos.
  3. Cada cadena de energía que hace que los fotones y las nubes de energía en órbita de las partículas subatómicas tengan un giro zurdo o derecho. De nuevo es un valor binario.
  4. Cada instantánea cósmica tendrá un código único en términos de la cantidad de segundos de Planck que comienzan con el microsegundo del Big Bang original.
  5. La información almacenada por instantánea por bixel de la estructura del espacio incluirá la información binaria de las dos partículas subatómicas elementales dentro de cada bixel.

A partir del análisis anterior, podemos especular que cada cuadro Snapshot tendrá la información relevante con respecto a toda la estructura de bixels espaciales y la presencia de los hiladores y cadenas de energía con sus tipos de giro y helicidad.

A medida que los fotones se reflejan en los objetos o se generan por las actividades nucleares de las estrellas, transportan la información de las “instantáneas actuales” relevantes sin los códigos de tiempo únicos de Planck de esos cuadros. Esto nos permite crear la realidad presente percibida a partir de la rápida recopilación de información pasada llevada por estos fotones cuando golpean nuestros sentidos.

Usando este análisis, el universo observado en cualquier punto de nuestro tiempo no es más que la interpretación de la pequeña información que recibimos de multitud de instantáneas. Utilizamos nuestros circuitos cerebrales especialmente diseñados (que están hechos de las mismas partículas de energía fundamentales) para convertir la información que recibimos a través de nuestros sentidos limitados por microsegundo para crear nuestra realidad actual.

Dado que la realidad observada no es más que señales eléctricas registradas en nuestros cerebros, podríamos definir las unidades biológicas como sistemas de conversión de información en realidad percibida. Esta realidad percibida depende completamente de la forma en que el sistema está diseñado para manejar la información recibida. El observador en este caso se convierte en parte del sistema más grande que incluye lo que se está observando. Se crean nuevas “Instantáneas de ahora” que reflejan la nueva información resultante del procesamiento de la información recibida por las unidades biológicas.

¿Estamos viviendo en un holograma?

“Extracto de la literatura actual:

El principio holográfico es un principio de teorías de cuerdas y una supuesta propiedad de la gravedad cuántica que establece que la descripción de un volumen de espacio puede considerarse codificada en un límite de dimensión inferior a la región, preferiblemente un límite similar a la luz como un horizonte gravitacional La teoría de cuerdas admite una descripción de menor dimensión en la que la gravedad emerge de ella en lo que ahora se llamaría una forma holográfica.

En un sentido más amplio, la teoría sugiere que todo el universo puede ser visto como información bidimensional en el horizonte cosmológico, el horizonte de eventos desde el cual la información aún puede recopilarse y no perderse debido a las limitaciones naturales del espacio-tiempo que soporta un agujero negro, un observador y una configuración dada de estos elementos específicos, de modo que las tres dimensiones que observamos son una descripción efectiva solo a escalas macroscópicas y a bajas energías “.

Entonces podemos decir que de acuerdo con las especulaciones científicas, el universo en realidad puede tener dos dimensiones espaciales. Piense en un holograma 2D, como el que se encuentra en el reverso de una tarjeta de crédito: puede tener toda la información de una imagen en 3D pero solo en dos dimensiones. Algunos científicos han postulado que nuestro universo es como el holograma en sus tarjetas de crédito: el espacio parece tener tres dimensiones, pero puede resultar que todo lo que estamos viendo es una proyección de un universo 2D fuera de nuestra percepción.

Según nuestro experimento mental, una repetición de las instantáneas totales grabadas de las actividades cósmicas totales, a intervalos de tiempo de Planck, conduciría a dificultades para diferenciar entre vivir en el mundo real o estar en un universo holográfico. Esta posibilidad es viable ya que toda la información sobre las actividades completas dentro del espacio pixelado se captura por segundos cósmicos y se registra en una computadora cósmica. La reproducción de las instantáneas totales grabadas es, en efecto, lo que podría imaginarse como imágenes responsables del Universo Holográfico. Esto implica que el universo es 100% determinista.

Conservación de la información.

Como el funcionamiento del universo se rige por reglas muy estrictas, no hay dificultad en defender el caso de la conservación de la información hasta que Dark Matters absorba las diversas cadenas de energía y singularidades. Este es el caso, ya que no es posible determinar de qué origen provino cada cadena de energía o Singularidad. Sin embargo, la grabación continua de las instantáneas de “Now Time” rastrean su viaje desde el segundo atómico de su liberación de un objeto Dark Matter hasta, durante y después de su posterior absorción por otro objeto Dark Matter. Por lo tanto, la información no se pierde, si pensamos en términos de instantáneas grabadas continuamente, ya que estas incluirán esas cadenas E y singularidades en Dark Matters

Física de la información: The New Frontier, un documento de Kevin Knuth, profesor de física SUNY Albany trata el tema con la profundidad que merece.

En la última década, nuestra comprensión fundamental de la teoría de la probabilidad ha llevado a una revolución bayesiana. Además, hemos llegado a reconocer que los fundamentos son mucho más profundos y que el enfoque de Cox de generalizar un álgebra booleana a un cálculo de probabilidad es el primer ejemplo específico de la idea más fundamental de asignar valoraciones a conjuntos parcialmente ordenados.

Con el beneficio de los conocimientos proporcionados por [ Shannon , Cox y Jaynes ], hemos llegado a ver la probabilidad, la entropía y la información bajo una nueva luz. La probabilidad y la entropía describen estados de conocimiento sobre los sistemas, no los sistemas en sí. Lo que es más, ahora nos damos cuenta de que la información actúa como una restricción en nuestras creencias. Libres de la confusión previa en torno a la probabilidad, la entropía y la información, y los conceptos erróneos que se derivan, podemos tomar estas nuevas ideas y volver a examinar las leyes de la física.

Expresada en esta perspectiva, la información es la medida de la cantidad en la que aumenta el estado de conocimiento de un sistema, dada una observación.

Las unidades de medida son bits para sistemas clásicos y qubits para sistemas cuánticos.

No creo que haya una respuesta muy clara a esta pregunta. Todo lo que sabemos es que la información está estrechamente relacionada con el enredo y la entropía de Von Neumann. Como dijo Allan Steinhardt, los estados conocidos tienen 0 entropía. Los estados enredados, por otro lado, son los estados con entropía máxima. Esto es algo muy interesante sobre la entropía y la información, porque a nivel cuántico, parecen ser más o menos lo mismo. Tener información sobre un sistema significa estar enredado con él (en algún grado). En otras palabras, la entropía se puede definir como la información que puede extraer de un sistema, y ​​esta extracción de información se realiza mediante mediciones. Pero usted mide un sistema enredando el dispositivo de medición con él, y luego se enreda con el dispositivo de medición.

Entonces, lo que estoy diciendo es que la información y la entropía son más o menos lo mismo en la mecánica cuántica, y el flujo de información se realiza mediante enredos

El hecho de que dos partículas estén en un estado de campana (| 01> – | 10>) significa que toda la información se mantiene dentro del sistema, y ​​ningún otro sistema puede tener información sobre A o B y también significa que A y B tener la máxima entropía

La información es todo lo que podemos extraer de una función de onda de una partícula o el máximo conocimiento posible que podemos obtener de ella. Por qué digo máximo tiene que ver con el hecho de que no podemos tener toda la información precisa sobre una partícula debido al principio de incertidumbre de Heisenberg que entra en juego. Se dice que dos estados cuánticos ρ 1 y ρ 2 tienen la misma información si los resultados de la medición de cualquier observable físico tiene el mismo valor esperado para ρ 1 y ρ 2 .
La información cuántica puede codificarse en forma de qubits (a diferencia de los bits en el sistema clásico) que son superposición de dos estados diferentes. La parte difícil es que, cuando hacemos una medición, no obtenemos toda la información sobre la partícula, sino solo una parte, porque al hacer la medición, colapsamos la función de onda y la partícula se manifiesta en una de sus muchas posibles estados
Es por eso que existe un teorema, llamado teorema de no teletransportación, cuya esencia es que no podemos convertir un bit cuántico en bit clásico y transportarlo a un lugar diferente. Esta medición puede verse como un canal de información con entrada cuántica y salida clásica , es decir, realizar mediciones en un sistema cuántico transforma la información cuántica en información clásica. Por otro lado, preparar un estado cuántico lleva la información clásica a la información cuántica.

Dentro del contexto de la ecuación de onda w (x, y, z, t) la información se define como

[matemáticas] I (w (x, y, z, t)) = 2E [log_2 (| w (x, y, z, t) |)]. [/mates]

Esta es la misma información que en la teoría de la información desarrollada por Claude Shannon y que sustenta todo lo que nos rodea en informática y tecnología de las comunicaciones. En cuanto a cuántica, es muy difícil construir sistemas de codificación, computación y comunicación, ya que se basan en una misteriosa ecuación de función de onda implícita.

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Nota: hay una segunda definición de entropía utilizada en cuanto cuántica llamada entropía de Von Neumann. Aquí la entropía se define después de minimizar la rotación sobre base unitaria. En esta definición de entropía, los qubits en un estado conocido de superposición tienen cero entropía …

La información es una correlación entre los estados de dos sistemas. El ejemplo más simple es un interruptor de luz. El interruptor contiene información sobre el estado de la luz, y la luz contiene información sobre el estado del interruptor.

La cantidad de información que puede estar contenida en un sistema es el registro del número de estados distinguibles en los que puede estar. Por lo general, el registro se toma en la base 2. La unidad resultante es el bit. Entonces, un interruptor de luz que puede estar en dos posiciones (encendido y apagado) contiene un bit de información.

Los sistemas cuánticos son interesantes porque cuando clasificas los números en ellos obtienes resultados muy extraños. Esto se debe a que los estados de los sistemas cuánticos se describen mediante números complejos en lugar de números reales. Entonces, por ejemplo, un sistema cuántico de dos estados puede contener dos bits de información, no solo uno. Y se vuelve aún más extraño que eso, porque los estados cuánticos no solo se describen por números complejos, sino por vectores de números complejos, por lo que un sistema de N partículas puede contener hasta 2 ^ N bits de información (si todas las partículas están enredadas entre sí) )