Конструктивна теория обединява класическия и квантовия свят

Физикът Дейвид Дойч от Оксфордския университет си е поставил амбициозна задача: да обедини всички физични теории в една-единствена, като създаде метазакони, определящи какво може да се случи във Вселената и какво е недопустимо.

Дойч обяснява в статия за първия успех на своята „Конструктивна теория на информацията“ – която се явява обединение на квантовата и класическата теория на разпространение на информацията, така наречената теория на всичко.

Днес в компютърните технологии се използва класическата теория на информацията, разработена от американския математик Клод Шенън. Едновременно физиците разработват квантови компютри, използващи законите на субатомния свят за ускорено изпълнение на поставените задачи.

Принципите на информационната теория на Шенън не са приложими към обработката на информацията на квантовите машини. Досега във физиката няма ясно определение на самото понятие „квантова информация“ и връзките ѝ с класическата.

Именно затова досега алгоритмите за квантовите компютри са се разработвали на принципа на пробата и грешката, тъй като квантова теория на информацията, въз основа на която следвало да се съставят програми от нов тип, засега не съществува.

Според конструктивната теория на Дойч, основните фундаментални компоненти на физическата реалност представляват „конструктори“, изпълняващи специфични задания.

Всеки конструктор има свой собствен набор правила, определящ неговите възможности. Например електрическият чайник може да се представи като конструктор, изпълняващ задачата „подгряване на вода“.

„Езикът на конструктивната теория позволява да се описват най-фундаменталните принципи, които трябва да следват всички дъщерни теории. Да вземем например закона за съхраняване на енергията: задачата „създаване на енергия“ за всеки конструктор се ограничава от невъзможността да прави енергия от нищото“, казва Киара Марлето от Оксфордския университет.

В своето определение за информация Дойч и Марлето обръщат внимание на едно задание, което е възможно в класическата система, но не се допуска в квантовата – способността да се правят копия. Още през 80-те години физиците доказали невъзможността за създаване на идентични копия на неизвестно квантово състояние.

Оксфордските физици определят областта на класическата информация като среда, в която може точно да се копират състояния. От това определение може да се получи система задачи, възможни за дадена среда, която в идеалния случай трябва да съответства на Шенънската теория на информацията.

Специалистите смятат, че конструктивната теория може да има големи перспективи не само в областта на информацията. Напълно е възможно някога да бъдат създадени закони, обединяващи квантовата теория с гравитационната, създавайки мечтаната от физиците квантова гравитационна теория.