Faire émerger la physique quantique d'un concept d'information

[invite6754323456711]

Bonsoir,

Un article récent sur arxiv : Existence Of An Information Unit As A Postulate Of Quantum Theory

Does information play a significant role in the foundations of physics? Information is the abstraction that allows us to refer to the states of systems when we choose to ignore the systems themselves. This is only possible in very particular frameworks, like in classical or quantum theory, or more generally, whenever there exists an information unit such that the state of any system can be reversibly encoded in a sufficient number of such units. In this work we show how the abstract formalism of quantum theory can be deduced solely from the existence of an information unit with suitable properties, together with two further natural assumptions: the continuity and reversibility of dynamics, and the possibility of characterizing the state of a composite system by local measurements. This constitutes a new set of postulates for quantum theory with a simple and direct physical meaning, like the ones of special relativity or thermodynamics, and it articulates a strong connection between physics and information.

Une synthèse : https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/4487489dbb34

Patrick
-----

[invitea4732f50]

Bonsoir

Peut-il y exister une information indépendante de l' observateur ? L'information est ce qui réduit l'incertitude...de l'observateur.
L'existence de l'observateur est consubstantielle à celle d'information.

En fondant une physique sur l'information ne passe-t-on pas d'un théorie physique à une théorie de la connaissance ?

Cordialement,

[invite6f9dc52a]

Bonsoir.

Peut-il y exister une information indépendante de l' observateur ? L'information est ce qui réduit l'incertitude...de l'observateur.

Toutes les informations sont indépendantes de l'informateur, sauf quand elle l'informent et prennent "officiellement" le statut d'information (pour l'observateur).

[invitea4732f50]

Bonsoir.
Toutes les informations sont indépendantes de l'informateur, sauf quand elle l'informent et prennent "officiellement" le statut d'information (pour l'observateur).

Il n'y a pas d'information-en-soi .L'information est toujours issue d'un point de vue de l'observateur sur la chose observée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6f9dc52a]

Il n'y a pas d'information-en-soi .L'information est toujours issue d'un point de vue de l'observateur sur la chose observée.

Pas de problème pour vous, chacun sa définition mais il était donc inutile de poser la question si vous aviez déjà la votre:

Peut-il y exister une information indépendante de l' observateur ?

[invite79ff59a2]

Bonsoir à toutes et à tous,

Si j'ai bien compris les auteurs, pour eux, le "gbit" - quelle que soit sa nature exacte - est le constituant fondamental de l'Univers qui suffit à le créer entièrement.

Donc, la description de l'Univers (disons un morceau d'Univers, pour commencer moins ambitieux) passe par la description exhaustive de tous les "gbit" qui le composent, et de leur "arrangement" entre eux.

Pourquoi pas, si ça permet de rendre intelligible la MQ ... et ensuite de progresser. Mais apparemment, ça permettrait de rendre intelligible beaucoup plus que la MQ : l'Univers entier ...

Bon, c'est ce que je tire de l'article, en "synthèse de synthèse", et j'arrête pour ce soir ...

Amitiés,

Jean

[Nicophil]

Bonsoir,

En fondant une physique sur l'information ne passe-t-on pas d'une théorie physique à une théorie de la connaissance ?

En tout cas, un des piliers de la théorie de la connaissance d'Einstein était que c'est la théorie qui décide de ce qu'on peut observer.

Et Heisenberg de raconter, dans La Partie et le Tout :

Ce soir-là, ce fut peut-être aux environs de minuit que je me rappelai brusquement ma discussion avec Einstein, et que je me souvins de sa phrase : "Seule la théorie décide de ce que l'on peut observer." Je réalisai immédiatement que c'est dans cette remarque qu'il fallait chercher la clef de l'énigme qui nous avait tant préoccupés. J'entrepris alors une promenade nocturne à travers le Fälledpark pour réfléchir à la portée de la phrase d'Einstein.
Nous avions toujours dit : on peut observer la trajectoire d'un électron dans la chambre de Wilson. Mais peut-être n'était-ce pas tout à fait cela que l'on observait réellement. Peut-être ne pouvait-on apercevoir qu'une suite discontinue de positions imparfaitement précisées de l'électron. Effectivement, ce que l'on voit dans la chambre, ce sont simplement des gouttelettes d'eau dont chacune est certainement beaucoup plus étendue qu'un électron.
La question correcte devait donc être posée ainsi : Peut-on représenter, dans le cadre de la mécanique quantique, une situation où un électron se trouve à peu près - c'est-à-dire à une certaine imprécision près - en une position donnée, et possède à peu près - c'est-à-dire à nouveau à une certaine imprécision près - une vitesse donnée ? Et peut-on rendre ces imprécisions suffisamment faibles pour qu'il n'y ait pas de contradiction avec l'expérience ? Un bref calcul que j'effectuai au retour vers l'Institut confirme qu'une telle situation pouvait être représentée mathématiquement, et que les imprécisions sont liées par les relations qui ont été appelées plus tard "relations d'incertitude de la mécanique quantique".

[invite6754323456711]

Si j'ai bien compris les auteurs, pour eux, le "gbit" - quelle que soit sa nature exacte - est le constituant fondamental de l'Univers qui suffit à le créer entièrement.

La question je la placerais plutôt sur l'aspect théorique et donc technique, avant de se précipiter sur des interrogations ontologies et donc subjectives.

The importance of this goal is reflected by the long history of research on alternative axiomatizations of QT, which goes back to Birkhoff and von Neumann.

A partir de cette "axiomatique" peut-on reconstruire de manière globale les fondements de la MQ ? Cette "axiomatique" offre t-elle un pouvoir prédictif semblable à la MQ ?

Patrick

[0577]

Bonjour,

quelques remarques:

1) la discussion de l'article se limite à la MQ avec un espace de Hilbert
de dimension finie, ce qui est assez limité.

2) je ne trouve pas clairement explicitées les hypothèses faites sur les théories qu'on considère.
Par exemple, j'ai l'impression qu'il est supposé que les espaces des états sont des espaces vectoriels.
Ce point est une des caractéristique essentielle de la MQ qui semble ne pas être dérivé mais supposé.

3) je ne trouve pas ce qu'il y a d'extraordinaire à dire que tout système avec un espace de Hilbert de
dimension finie peut être décrit en termes d'un système particulier d'espace de Hilbert V si on entend
par là qu'on peut plonger l'espace de Hilbert de tout système dans une certaine puissance de V. Puisque tout
est de dimension finie, il suffit de prendre une puissance assez grande. (énoncé analogue : tout
entier a une écriture binaire).

4)l'article de synthèse à tout des aspects propagandistes et trompeurs qu'on retrouve dans la mauvaise
vulgarisation. La présentation faite de la mécanique quantique est juste grossière (j'ai envie de dire
"irrespectueuse"). J'aimerais savoir qui sont les "the numerous similar theories that physicists have recently discovered."
J'aimerais trouver une référence dans l'article à "That led to the law of conservation of energy
and to profound new insights into the universe."

5) je n'ai fait que lire en diagonal.

[invite6754323456711]

1) la discussion de l'article se limite à la MQ avec un espace de Hilbert
de dimension finie, ce qui est assez limité.

Ils parlent d'une représentation nommée fiducial, qui peut être de dimension infini en ce qui concerne la matrice densité, basée sur cet article qui ne semble pas reprendre la notion d'espace de Hilbert

The usual formulation of quantum theory is based on rather obscure axioms (employing complex Hilbert spaces, Hermitean operators, and the trace rule for calculating probabilities). In this paper it is shown that quantum theory can be derived from five very reasonable axioms. The first four of these are obviously consistent with both quantum theory and classical probability theory.

Patrick

[invite51d17075]

bonsoir U100fil:
il me semble que l'on pourait essayer de préciser deux choses.
le mot "information" est polysémique, alors il convient de préciser si on parle de "notre" interprétation ou du fait physique.
ensuite, ( ressenti personnel ) la MQ met vraiment à mal nos logiques de raisonnement, qui sont impregnées de physique classique.
quoi qu'on en dise.
les chercheurs s'en sortent parceque certaines équations tiennent la route.

tout celà est trop recent pour impregner réellement nos interprétations!
mais , sans aucun doute, dans une génération, on ne se posera plus la question.
( un peu comme la RR ou la RG, inimaginable il y a encore peu de temps )

[invite6754323456711]

il me semble que l'on pourait essayer de préciser deux choses.
le mot "information" est polysémique

il faut lire le papier car c'est à lui que je fais référence :

Postulate 3 ( Existence of an Information Unit ) : There is a type of system (the gbit, with state space denoted S_gbit) such that the state of any system can be reversibly encoded in a sufficiently large number of gbits ...

For any state space S allowed by the theory there is a number n, a physical transformation T mapping S to the state space of n gbits Sⁿ_gbit
and another physical transformation in the opposite direction ...

Patrick

[invite51d17075]

d'accord, je vais le relire.
mais je reste dans l'idée que le mot "information" n'est qu'une traduction ( modelisation ) des interactions physiques.
après on choisi un peu le mot que l'on veut.
mais des "bits" qui se baladent , celà me semble vraiment simpliste.
et pourquoi , on serait en base 2 ou x ?

[invite6754323456711]

après on choisi un peu le mot que l'on veut.

Ce n'est pas sur les mots qu'il faut s'arrêter, mais sur la correspondance formelle que ce papier vise à établir. Est elle cohérente et pertinente ?

Patrick

[invite51d17075]

je la trouve interessante.
après, encore une fois, c'est une question d'interprétation. ( correspondance formelle ? )
désolé si je ne suis pas très clair.
cordialement

[invite6754323456711]

( correspondance formelle ? )

Plus formelle que les interprétations métaphysiques qui accompagnent l'article.

Patrick

[0577]

Ils parlent d'une représentation nommée fiducial, qui peut être de dimension infini en ce qui concerne la matrice densité, basée sur cet article qui ne semble pas reprendre la notion d'espace de Hilbert

Quel que soit le formalisme utilisé, il y a bien l'hypothèse de finitude de la dimension de l'espace des états :

In
this work we derive finite-dimensional QT from four postulates
having a clear and direct physical meaning, which can
be stated easily and without the need of heavy formalism.

Le formalisme "fiducial" semble autoriser les espaces de dimension infinie mais l'article
en question se restreint à des espaces de dimension finie (il semble
également que la notion de dimension du formalisme "fiducial" corresponde
à la notion de dimension dans le cas des espaces de Hilbert). Cette hypothèse est bien sûr nécessaire
si on veut prouver un résultat du type "tout système peut être codé par un nombre fini de
briques fondamentales (les gbits)".

[invite6754323456711]

Cette hypothèse est bien sûr nécessaire
si on veut prouver un résultat du type "tout système peut être codé par un nombre fini de
briques fondamentales (les gbits)".

La correspondance je la comprend comme une bijection, donc s'applique à des ensembles finie comme infinie non ?

Patrick

[invite51d17075]

comment fais tu des bijection avec des ensembles de cardinal differents ?

[invite51d17075]

ça reste pour moi une analogie , et qui ne vaut que ce que comprend l'esprit humain.
donc extrèmement relatif.

[invite6c250b59]

La question je la placerais plutôt sur l'aspect théorique et donc technique, avant de se précipiter sur des interrogations ontologies et donc subjectives.

Présentée comme cela c'est une discussion plus difficile, et plus intéressante. Malheureusement, plus je lis ce papier plus mon détecteur de bull shit s'énerve...

A partir de cette "axiomatique" peut-on reconstruire de manière globale les fondements de la MQ ? Cette "axiomatique" offre t-elle un pouvoir prédictif semblable à la MQ ?

C'est ce qu'ils prétendent, mais si tu prends l'axiome 2, "l'état d'un système est complètement déterminé par des mesures locales." Je ne vois pas comment cela pourrait être possible tout en conservant la violation des inégalités de Bell. Bref, à mon avis leur définition est incompatible avec la MQ et donc avec toute une série de résultats expérimentaux connus...

1) la discussion de l'article se limite à la MQ avec un espace de Hilbert
de dimension finie, ce qui est assez limité.

Là par contre je ne comprend pas cette remarque. Vois-tu en MQ des prédictions physiques basées sur un espace de Hilbert de dimension infini, ou même de simples commodités?

2) je ne trouve pas clairement explicitées les hypothèses faites sur les théories qu'on considère.

Idem. Dans l'intro ils font tout un pudding sur la magnificence de leurs axiomes, mais rendu dans les annexes où ils sont exposés il est difficile de partager leur sens esthétique.

3) je ne trouve pas ce qu'il y a d'extraordinaire à dire que tout système avec un espace de Hilbert de
dimension finie peut être décrit en termes d'un système particulier d'espace de Hilbert V si on entend
par là qu'on peut plonger l'espace de Hilbert de tout système dans une certaine puissance de V. Puisque tout
est de dimension finie, il suffit de prendre une puissance assez grande. (énoncé analogue : tout
entier a une écriture binaire).

Oui il y a tout un tas de choses surprenantes comme cela. Par exemple dès le départ:

We introduce a postulate named Existence of an Information Unit, which essentially states that there is only
one type of information within the theory. Consequently, any physical process can be simulated with a suitably programmed
general purpose simulator. Since the input and output of these simulations are not necessarily classical,
this postulate is a stronger version of the Church-Turing-Deutsch Principle (stated in [9]).

Le postulat en gras est exactement l'extension de la thèse de Church-Turing proposée par Deutsch. Un général purpose simulator, c'est l'équivalent d'une machine de Turing universelle donc non cela prend nécessairement des inputs classiques. Par ailleurs quand on parle de "non-classique", habituellement c'est pour dire "quantique". Est-ce qu'il faut supposer la MQ pour comprendre leur postulat qui permettrait de se passer de la MQ?

...et cela continue comme cela, au point de se demander si pas un genre de plaisanterie Sokalienne. Peut-être un étudiant qui avait besoin d'une publi sur Arxiv et pas le temps de se faire relire.



EDIT: putain, j'ai mis le temps mais je finis par allumer

support from (...) the Templeton Foundation and the FQXi large grant project “Time and the structure of quantum theory”.

[invite51d17075]

Oui il y a tout un tas de choses surprenantes comme cela. Par exemple dès le départ:

Le postulat en gras est exactement l'extension de la thèse de Church-Turing proposée par Deutsch. Un général purpose simulator, c'est l'équivalent d'une machine de Turing universelle donc non cela prend nécessairement des inputs classiques. Par ailleurs quand on parle de "non-classique", habituellement c'est pour dire "quantique". Est-ce qu'il faut supposer la MQ pour comprendre leur postulat qui permettrait de se passer de la MQ?
]

+1, pour moi, c'est là ou ça se mord la queue.

[JPL]

support from (...) the Templeton Foundation and the FQXi large grant project “Time and the structure of quantum theory”.

Ah oui, ça craint !

[invite6754323456711]

Est-ce qu'il faut supposer la MQ pour comprendre leur postulat qui permettrait de se passer de la MQ?

Il peut y avoir plusieurs représentation visant à parler de la même phénoménologie, ce qui a été le cas à l'origine de la MQ. Ce que je reteins plutôt de ton analyse est que leur formalisation est incompatible avec la phénoménologie de la MQ.

Patrick

[invite51d17075]

franchement, il y a des jours ou tu es tout sauf clair.
il devient impossible de continuer une conversation.

[invite6754323456711]

il devient impossible de continuer une conversation.

C'est votre problème. Pourquoi l'exposez-vous de manière répétitive ? Si on prend l'exemple de la Correspondance de Curry-Howard, il faut connaître les différents domaines sur lesquels on cherche à établir une relation.

La ou je vous rejoins est que la correspondance qu'ils cherchent à établir ne semble pas être menée avec rigueur.

Patrick

[invite51d17075]

C'est votre problème. Pourquoi l'exposez-vous de manière répétitive ?
La ou je vous rejoins est que la correspondance qu'ils cherchent à établir ne semble pas être menée avec rigueur.
Patrick

le point 2) est la réponse au point 1).
je suppose que celà, c'est clair ? non ?

[invitea4732f50]

Quelle différence entre affirmer qu'

- Il existe une unité fondamentale d'information le G-bit, permettant de modéliser tout phénomène ,
et affirmer qu'
- Il existe une particule élémentaire permettant de modéliser tout phénomène ?

En quoi cet hypothètique "G-bit" différe-t-il de la particule fondamentale genre "corde" que les physiciens recherchent dans le cadre de la TUG ?
Par ailleurs il me semble que ce postulat objectivise la réalité, comme "existant-en-soi"( L'information existerait objectivement ), logiquement ne devrait-on pas déduire de ce postulat,
que l'observateur n'influe pas sur la chose observée. Quid alors de la physique quantique ?


Cordialement,

[Nicophil]

Bonjour,

Il faut distinguer le support physique de l'information et l'information elle-même, qui n'est pas un objet physique.

[invite6754323456711]

Bonjour,
Il faut distinguer le support physique de l'information et l'information elle-même, qui n'est pas un objet physique.

Quel support ont les notions physiques d'action, d'entropie, .... ? n'ont elles pas en commun la cognition humaine ?

Patrick