Несподівані наслідки квантової подорожі в минуле
Автор: Каталіна Курчану/Дата публікації: 09-08-2020 11:08
Нове дослідження змодельованої подорожі в минулому квантової системи показує, що так званий ефект метелика для таких систем не є дійсним; тепер система повертається більш-менш без значних збитків.
Знаменитий ефект метелика, при якому незначна зміна початкових умов має наслідком велику зміну в еволюції системи, - це відомий ефект, винайдений Едвардом Лоренцом, який показує, як утворення урагану може бути обумовлене тріпотінням метелика. послідували кілька тижнів тому у далекому місці.
Але що відбувається з цим ефектом, якщо замість класичної системи ми маємо квантову систему? Система, що складається, наприклад, з qubiti - це квантовий еквівалент біта, який знаходиться в квантовій суперпозиції станів.
Якщо така система подорожує в минуле і до неї застосовуються зміни, чи постраждає еволюція квантової системи від ефекту квантового метелика? Очевидно, що справжня подорож у минуле неможлива (принаймні зараз), але її можна змоделювати на комп’ютері.
Це саме те, що зробили двоє дослідників, Ніколай Синістин з Національної лабораторії в Лос-Аламосі та Бін Ян, докторант Центру нелінійних досліджень у Лос-Аламосі, у нещодавній статті в журналі Physical Review Letters. в квантовій системі немає ефекту метелика! Після віртуальної подорожі в минулому система еволюціонує до сьогодення у стані, надзвичайно схожому на той, з якого вона починалася, навіть якщо в минулому стан системи змінювався.
Для отримання цих результатів два дослідники використали комп'ютер IBM-Q, який має квантовий процесор, за допомогою якого дослідники імітували подорож кубітової системи в минулому. Як я вже сказав, кубіт - квантовий еквівалент класичного біта; тоді як біт може бути 0 або 1, кубіт одночасно 0 і 1 - що базується на перекритті квантових станів, специфічних для цієї теорії.
То що виявили дослідники? Перша Аліса, типове ім'я, яке використовується в квантових експериментах, в даний час готує систему qubiti. Ця система була надіслана раніше (повторюю, це комп’ютерне моделювання, а не справжня подорож у минулому!) Де Боб, інша типова назва, що використовується в квантових розумових експериментах, вимірює кубіти, надіслані Алісою, знищуючи їх.
Це пов’язано з процесом вимірювання, який руйнує квантове перекриття, згортаючи систему в один із станів. Ця дія вимірювання системи qubiti, виконана Бобу, руйнує квантові кореляції.
Під час моделювання система еволюціонує до теперішнього часу, що, якщо ефект метелика говорить сам за себе, повинно зробити Алісу нездатною отримати інформацію, яку вона мала спочатку.
Але те, що відбувається надзвичайно цікаво: більша частина інформації прихована у вигляді квантових кореляцій у минулому, але вона не втрачається і не пошкоджується. Аліса може відновити інформацію з qubiti майже без шкоди, незважаючи на те, що Боб змінював і змінював стан системи в минулому.
Більше того, те, що спостерігали, полягає в тому, що чим далі подорож у минулому і чим більший світ, тим більше інформації повертається в теперішній час із все меншим і меншим збитком.
Цю надзвичайно цікаву властивість можна було б використовувати в майбутньому, щоб перевірити, чи дійсно процесор є квантовим чи ні, тобто, чи працює він на основі квантових властивостей чи навпаки, принаймні частково, на класичній фізиці. Якщо ефекту метелика немає - тоді система квантова!
Квантова механіка, ця теорія дискоскопічного світу, яку ми все ще вивчаємо в наших лабораторіях, є основою неймовірних нових технологій: таких як квантові обчислення, які, в свою чергу, мають неймовірні властивості, наприклад, що в цих квантових світах ефект метелика не є помітили.
Стаття написана Катєліною Оаною Курчану, першим дослідником у галузі фізики елементарних частинок та ядерної фізики, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Рим, Італія) та співробітником Scientia.ro
Наші рекомендації
Стандартна модель фізики елементарних частинок чудово пояснює, що відбувається з "нормальною" речовиною ...
Але їхні заробітки були не стільки від громадськості, скільки від господарів.