Неочакваните ефекти от квантовото пътешествие в миналото
Автор: Каталина Курчану/Дата на публикуване: 09-08-2020 11:08
Ново изследване на симулирано пътуване в миналото на квантова система показва, че така нареченият ефект на пеперуда за такива системи не е валиден; системата сега се връща горе-долу без големи щети.
Известният ефект на пеперудата, при който малка промяна в първоначалните условия има ефект на голяма промяна в развитието на системата, е известен ефект, изобретен от Едуард Лоренц, който показва как образуването на ураган може да бъде обусловено от пърхането на пеперуда. последван преди няколко седмици в далечно място.
Но какво се случва с този ефект, ако вместо класическа система имаме квантова система? Система, състояща се например от qubiti - това е квантовият еквивалент на бита, който се намира в квантова суперпозиция на състояния.
Ако такава система пътува към миналото и към нея се приложат промени, еволюцията на квантовата система от своя страна ли страда от ефект на квантова пеперуда? Очевидно е, че истинско пътешествие в миналото не е възможно (поне сега), но може да се симулира на компютър.
Точно това казаха двама изследователи Николай Синистин от Националната лаборатория в Лос Аламос и Бин Ян, постдокторант в Центъра за нелинейни изследвания в Лос Аламос, в скорошна статия в списанието Physical Review Letters. квантова система няма ефект на пеперуда! След виртуално пътуване в миналото системата се развива към настоящето в състояние, изключително подобно на това, от което е започнала, дори ако в миналото състоянието на системата е променено.
За да получат тези резултати, двамата изследователи използваха компютъра IBM-Q, който има квантов процесор, с който изследователите симулираха пътуването на кубит система в миналото. Както казах, qubit е квантовият еквивалент на класическия бит; докато битът може да бъде 0 или 1, кубитът е едновременно 0 и 1 - което се основава на припокриването на квантови състояния, специфични за тази теория.
И така, какво откриха изследователите? Първата Алиса, типично име, използвано в квантовите експерименти, в момента подготвя система qubiti. Тази система е изпратена в миналото (повтарям, че това е компютърна симулация, а не истинско пътуване в миналото!) Където Боб, друго типично име, използвано в квантовите психични експерименти, измерва кубитите, изпратени от Алис, като ги унищожава.
Това е свързано с процеса на измерване - който разрушава квантовото припокриване чрез сриване на системата в едно от състоянията. Това действие на измерване на системата qubiti, извършено от Боб, унищожава квантовите корелации.
При симулацията системата се развива до настоящето, което, ако ефектът на пеперудата говори сам за себе си, би трябвало да направи Алис неспособна да извлече информацията, която първоначално е имала.
Но това, което се случва, е изключително интересно: по-голямата част от информацията е скрита под формата на квантови корелации в миналото, но не е загубена или повредена. Алис може да извлича информация от qubiti почти без повреди, въпреки факта, че Боб е променил и променил състоянието на системата в миналото.
Освен това, това, което се наблюдава е, че колкото по-далеч е пътуването в миналото и колкото по-голям е светът, толкова повече информация се връща в настоящето с все по-малко и по-малко щети.
Това изключително интересно свойство може да се използва в бъдеще, за да се провери дали даден процесор наистина е квантов или не, т.е. дали работи въз основа на квантовите свойства или напротив, базира се, поне отчасти, на класическата физика. Ако няма ефект на пеперуда - тогава системата е квантова!
Квантовата механика, тази теория за мискоскопичния свят, която все още изучаваме в нашите лаборатории, е в основата на невероятни нови технологии: като квантови изчисления, които от своя страна имат невероятни свойства, например, че в тези квантови светове ефектът на пеперудата не е забелязан.
Статия, написана от Каталина Оана Курчану, първи изследовател в областта на физиката на елементарните частици и ядрената физика, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Рим, Италия) и сътрудник на Scientia.ro
Нашите препоръки
Стандартният модел на физиката на елементарните частици отлично обяснява какво се случва с "нормалната" материя ...
Но приходите им не бяха толкова от обществеността, колкото от господарите им.