Neočakávané účinky kvantovej cesty do minulosti
Autor: Catalina Curceanu/Dátum uverejnenia: 09-08-2020 11:08
Nová štúdia simulovanej cesty kvantového systému v minulosti ukazuje, že takzvaný motýlí efekt pre tieto systémy nie je platný; systém sa teraz vracia viac-menej bez väčšieho poškodenia.
Slávny motýlí efekt, pri ktorom malá zmena počiatočných podmienok má vplyv na veľkú zmenu vo vývoji systému, je slávny efekt, ktorý vynašiel Edward Lorenz a ktorý ukazuje, ako môže byť vznik hurikánu podmienený trepotaním motýľa. nasledoval pred niekoľkými týždňami na vzdialenom mieste.
Čo sa však stane v tomto zmysle, ak namiesto klasického systému máme kvantový systém? Systém pozostávajúci napríklad z qubiti - to je kvantový ekvivalent bitu, ktorý sa nachádza v kvantovej superpozícii stavov.
Ak takýto systém cestuje do minulosti a uplatňujú sa v ňom zmeny, trpí potom vývoj kvantového systému účinkom kvantového motýľa? Je zrejmé, že skutočná cesta do minulosti nie je možná (aspoň teraz), ale dá sa simulovať na počítači.
Presne to povedali dvaja vedci, Nicolai Sinistyn z Národného laboratória v Los Alamos a Bin Yan, postdoktorand v Centre pre nelineárne štúdie v Los Alamos, v nedávnom článku v časopise Physical Review Letters. kvantový systém neexistuje žiadny motýlí efekt! Systém sa po virtuálnej ceste v minulosti vyvíja smerom k súčasnosti v stave veľmi podobnom tomu, z ktorého vyšiel, aj keď v minulosti bol stav systému zmenený.
Na získanie týchto výsledkov použili dvaja vedci počítač IBM-Q, ktorý má kvantový procesor, pomocou ktorého vedci simulovali cestu qubitového systému v minulosti. Ako som povedal, qubit je kvantový ekvivalent klasického bitu; zatiaľ čo bit môže byť 0 alebo 1, qubit je súčasne 0 a 1 - čo je založené na prekrývaní kvantových stavov, špecifických pre túto teóriu.
Čo teda vedci objavili? Prvá Alice, typické meno používané v kvantových experimentoch, v súčasnosti pripravuje systém qubiti. Tento systém bol odoslaný v minulosti (opakujem, že ide o počítačovú simuláciu, a nie o skutočný výlet v minulosti!) Kde Bob, ďalšie typické meno používané v kvantových mentálnych experimentoch, meria qubity vyslané Alice a ničí ich.
Súvisí to s procesom merania - ktorý ničí kvantové prekrytie kolapsom systému do jedného zo štátov. Táto akcia merania systému qubiti vykonaná Bobom ničí kvantové korelácie.
V simulácii sa systém vyvinie do súčasnosti, ktorá, ak hovorí motýlí efekt, hovorí sama za seba, mala by Alici zabrániť, aby získala informácie, ktoré pôvodne mala.
Ale to, čo sa deje, je mimoriadne zaujímavé: väčšina informácií je v minulosti skrytá vo forme kvantových korelácií, ale nie je stratená alebo poškodená. Alica dokáže načítať informácie z qubiti takmer bez poškodenia, napriek tomu, že Bob v minulosti zmenil a zmenil stav systému.
Pozorovalo sa navyše, že čím ďalej je cesta v minulosti a čím je svet väčší, tým viac sa dnes informácie vracajú s menšími a menšími škodami.
Túto mimoriadne zaujímavú vlastnosť by bolo možné v budúcnosti použiť na kontrolu toho, či je procesor skutočne kvantový alebo nie, teda či pracuje na základe kvantových vlastností alebo naopak, je založený aspoň čiastočne na klasickej fyzike. Ak neexistuje motýlí efekt - potom je systém kvantový!
Kvantová mechanika, táto teória misoskopického sveta, ktorú stále študujeme v našich laboratóriách, je základom neuveriteľných nových technológií: ako sú kvantové výpočty, ktoré majú naopak neuveriteľné vlastnosti, napríklad to, že v týchto kvantových svetoch nie je motýlí efekt všimol.
Článok napísal Cătălina Oana Curceanu, prvý vedecký pracovník v oblasti fyziky elementárnych častíc a jadrovej fyziky, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Rím, Taliansko) a spolupracovník Scientia.ro
Naše odporúčania
Štandardný model fyziky elementárnych častíc vynikajúco vysvetľuje, čo sa stane s „normálnou“ hmotou ...
Ale ich príjmy nepochádzali ani tak z verejnosti, ako z ich pánov.