«Теория конструктора» объединяет классический и квантовый мир

В недавно опубликованной статье Дэвид Дойч объявил о первом успехе своей «теории конструктора»: объединение квантовой и классической теории распространения информации. 

В настоящее время в компьютерных технологиях используется классическая теория информации, разработанная американским математиком Клодом Шенноном. Одновременно физики разрабатывают квантовые компьютеры, использующие законы субатомного мира для ускоренного выполнения поставленных задач. 

Принципы информационной теории Шеннона не применимы к обработке информации квантовыми машинами. До сих пор в физике нет ясного определения самого понятия «квантовой информации» и ее связи с классической.

Именно поэтому до сих пор алгоритмы для квантовых компьютеров разрабатывались методом проб и ошибок, ведь квантовой теории информации, на основе которой следовало составлять программы нового типа, до сих пор не существует. 
 

Согласно теории конструктора Дойча, основные фундаментальные компоненты физической реальности представляют собой «конструкторы», выполняющие специфические задания.

Каждый конструктор имеет свой собственный набор правил, определяющий его возможности. Например, электрический чайник можно представить как конструктор, выполняющий задание «подогреть воду».

Язык теории конструктора позволяет описывать наиболее фундаментальные принципы, которым должны следовать все дочерние теории. Возьмем, например, закон сохранения энергии: задача «создание энергии» для любого конструктора ограничивается невозможностью делать энергию из ничего.

? Кьяра Марлетто, Оксфордский университет

В своем определении информации Дойч и Марлетто заостряют внимание на одном задании, которое возможно в классической системе, но не допускается в квантовой: способность делать копии. Еще в 1980-х физики доказали невозможность создания идентичной копии неизвестного квантового состояния.

Оксфордские физики определяют область классической информации как среду, в которой можно точно копировать состояния. Из этого определения можно получить систему задач, возможных для данной среды, которая в идеале должна соответствовать Шенноновской теории информации.

Специалисты считают, что у теории конструктора могут быть большие перспективы и не только в области информации. Вполне возможно, что когда-нибудь удастся создать набор законов, объединяющий воедино также квантовую теорию с гравитационной, создав тем самым вожделенную физиками квантовую теорию гравитации.