Egy kvantumutazás váratlan hatásai a múltba
Szerző: Catalina Curceanu/Megjelenés dátuma: 2020-08-09 11:08
Egy kvantumrendszer múltbeli szimulált utazásának új vizsgálata azt mutatja, hogy az ilyen rendszerek úgynevezett pillangóhatása nem érvényes; a rendszer most többé-kevésbé visszatér nagyobb károk nélkül.
A híres pillangóhatás, amelyben a kezdeti viszonyok kismértékű megváltoztatása a rendszer evolúciójának jelentős változását eredményezi, Edward Lorenz által kitalált híres hatás, amely megmutatja, hogyan lehet a hurrikán kialakulását a pillangó csapkodásával kondicionálni. néhány hete követte egy távoli helyen.
De mi történik ezzel a hatással, ha klasszikus rendszer helyett kvantumrendszerünk van? Egy olyan rendszer, amely például qubitiből áll - ez a bit kvantumekvivalense, amely az állapotok kvantum szuperpozíciójában található.
Ha egy ilyen rendszer a múltba utazik, és változásokat alkalmaznak rá, akkor a kvantumrendszer evolúciója vajon szenved-e kvantumlepke-hatástól? Nyilvánvaló, hogy a múltba való igazi utazás nem lehetséges (legalábbis most), de számítógépen szimulálható.
Pontosan ezt tette két kutató, Nicolai Sinistyn, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium és Bin Yan, a Los Alamos-i Nemlineáris Tanulmányok Központ posztdoktori munkatársa. kvantumrendszer nincs pillangóhatás! A rendszer a múltbeli virtuális utazás után a jelen felé fejlődik olyan állapotban, amely rendkívül hasonló ahhoz, ahonnan kiindult, még akkor is, ha a múltban a rendszer állapota megváltozik.
Ezen eredmények megszerzéséhez a két kutató az IBM-Q számítógépet használta, amelynek kvantumprocesszora van, amellyel a kutatók egy qubit rendszer múltját szimulálták. Mint mondtam, a qubit a klasszikus bit kvantumekvivalense; míg a bit 0 vagy 1 lehet, a kvóta egyidejűleg 0 és 1 - ami a kvantumállapotok átfedésén alapul, erre az elméletre jellemzően.
Tehát mit fedeztek fel a kutatók? A First Alice, a kvantumkísérletekben használt tipikus név, jelenleg egy qubiti rendszert készít elő. Ezt a rendszert a múltban küldték el (ismétlem, hogy számítógépes szimulációról van szó, és nem egy igazi utazásról a múltban!) Ahol Bob, a kvantum mentális kísérletek során használt másik tipikus név, az Alice által küldött kvbiteket méri, elpusztítva őket.
Ez összefügg a mérési folyamattal - amely elpusztítja a kvantum átfedést azzal, hogy a rendszert az egyik állapotba omolja. Ez a Bob által végrehajtott qubiti-rendszer mérési tevékenység elpusztítja a kvantumkorrelációkat.
A szimuláció során a rendszer a mai napig fejlődik, amelynek, ha a pillangóhatás önmagáért beszél, Alice-t képtelenné kell tennie az eredetileg birtokában lévő információk megszerzésére.
De ami történik, rendkívül érdekes: az információk nagy része a múltban kvantumkorrelációk formájában rejtőzik, de nem veszik el és nem károsodnak. Alice szinte károsodás nélkül tud információt szerezni a qubitiből, annak ellenére, hogy Bob korábban megváltoztatta és megváltoztatta a rendszer állapotát.
Sőt, azt figyelték meg, hogy minél messzebb van az utazás a múltban és minél nagyobb a világ, annál több információ tér vissza a jelenbe egyre kevesebb kárral.
Ezt a rendkívül érdekes tulajdonságot a jövőben fel lehet használni annak ellenőrzésére, hogy egy processzor valóban kvantum-e, vagyis kvantumtulajdonságok alapján működik, vagy éppen ellenkezőleg, legalább részben a klasszikus fizikán alapszik. Ha nincs lepkehatás - akkor a rendszer kvantum!
A kvantummechanika, a miszkoszkópos világnak ez az elmélete, amelyet még mindig laboratóriumunkban tanulmányozunk, hihetetlen új technológiák alapja: például a kvantumszámítások, amelyek viszont hihetetlen tulajdonságokkal bírnak, például, hogy ezekben a kvantumvilágokban a pillangóhatás nem megjegyezte.
Cătălina Oana Curceanu, az elemi részecskefizika és a magfizika első kutatója, a Laboratori Nazionali di Frascati, az Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Róma, Olaszország) és a Scientia.ro munkatársa.
Ajánlásaink
Az elemi részecskefizika standard modellje kiválóan elmagyarázza, mi történik a "normális" anyaggal ...
De keresetük nem annyira a nyilvánosságtól, mint a gazdáiktól származott.