Квантовая механика уже более ста лет остается одной из наиболее точно проверенных физических теорий. При этом одна из ее самых необычных особенностей заключается в фундаментальной случайности: теория позволяет рассчитать вероятность результата измерения, но не утверждает, что конкретный исход заранее определен неизвестными нам параметрами.
Профессор Оксфордского университета Тимоти Палмер предлагает альтернативный взгляд. Он предполагает, что квантовая механика может быть не окончательным описанием реальности, а наблюдаемая случайность — следствием более глубокой структуры, которую современная теория пока не учитывает.
Один из ключевых элементов гипотезы связан с математическим континуумом. Стандартная квантовая механика использует непрерывные математические величины, допускающие фактически бесконечную точность. Палмер задается вопросом, действительно ли природе необходим такой континуум или часть математически допустимых состояний физически не существует.
Необычно то, что проверить эту идею потенциально могут квантовые компьютеры. Их кубиты способны находиться в суперпозиции состояний, а увеличение числа кубитов должно позволять решать некоторые задачи значительно эффективнее классических вычислительных систем.
Если стандартная квантовая механика полностью описывает природу, развитие квантовых компьютеров должно соответствовать ее предсказаниям — разумеется, с учетом инженерных ограничений, ошибок и декогеренции. Однако гипотеза Палмера предполагает, что на достаточно большом масштабе может обнаружиться фундаментальное отклонение.
Иными словами, однажды рост возможностей квантовых компьютеров теоретически способен остановиться там, где известная физика этого не требует. Если подобный предел нельзя будет объяснить несовершенством оборудования, он может стать намеком на то, что пространство возможных квантовых состояний устроено иначе, чем предполагает стандартная теория.
Пока это остается гипотезой, причем далеко не общепринятой. Квантовая механика успешно выдерживает экспериментальные проверки уже около столетия, а проблемы масштабирования современных квантовых компьютеров имеют множество гораздо более прозаичных объяснений.
Тем не менее идея Палмера предлагает необычный способ проверки самих оснований квантовой теории. Если будущие квантовые компьютеры действительно обнаружат необъяснимый фундаментальный предел, физикам придется выяснить, является ли случайность базовым свойством Вселенной или за ней скрывается пока неизвестный порядок.
