Фізики довели нереальність ефекту метелика

Опубликованно 04.08.2020 13:35

Використовуючи квантовий комп'ютер для імітації подорожі в часі, дослідники продемонстрували, що у квантовій сфері немає "ефекту метелика". У дослідженні інформація - кубіти або квантові біти - "подорожували у часі" в моделируемое минуле. Один з них був сильно пошкоджений, імітуючи "ефект метелика", образно кажучи. Дивно, але коли всі кубіти повертаються в "справжнє", вони виявляються практично незмінними, як ніби реальність є самозціленням.

"На квантовому комп'ютері немає проблем з імітацією еволюції в протилежне час або з початком процесу назад у минуле", - сказав Микола Синіцин, фізик-теоретик з Лос-Аламоської національної лабораторії і співавтор статті з Бін Яном у Центрі нелінійних досліджень, також в Лос-Аламосі. "Таким чином, ми дійсно можемо побачити, що відбувається зі складним квантовим світом, якщо ми подорожуємо в часі, додаємо невеликої шкоди і повертаємося. Ми виявили, що наш світ виживає, а це означає, що у квантовій механіці немає ефекту метелика".

Нагадаємо, в науково-фантастичної історії Рея Бредбері "І грянув грім» 1952 року персонаж використовував машину часу, щоб відправитися в глибоке минуле, де він наступив на метелика. Повернувшись в даний час, він виявив інший світ. Цій історії часто приписують термін "ефект метелика", який відноситься до надзвичайно високої чутливості складної динамічної системи до її початковим умовам. У такій системі ранні малі фактори продовжують чинити сильний вплив на розвиток всієї системи.

Натомість Ян Синіцин і виявили, що симуляція повернення в минуле, щоб викликати невеликий локальний збиток у квантовій системі, призводить до невеликого, незначного локального збитку в сьогоденні.

Цей ефект має потенційні можливості в апаратному приховуванні інформації та тестуванні квантових інформаційних пристроїв. Інформація може бути прихована комп'ютером шляхом перетворення вихідного стану в сильно заплутана.

"Ми виявили, що навіть якщо зловмисник виконає вимірювання, пов'язані з пошкодженням стану сильно заплутаного стану, ми все одно зможемо легко відновити корисну інформацію, тому що це пошкодження не збільшується в результаті процесу декодування" - сказав Ян. "Це виправдовує розмови про створення квантового обладнання, яке буде використовуватися для приховування інформації".

Ця нова знахідка також може бути використана для перевірки, чи справді квантовий процесор працює по квантовим принципам. Оскільки нововідкритий ефект "без метелика" є чисто квантовим, якщо процесор запускає систему Яна і Синіцина і демонструє цей ефект, то це повинен бути квантовий процесор.

В експерименті команди Аліса, улюблений резервний агент, використовуваний для квантових уявних експериментів, готує один із своїх кубітів в сьогоденні і запускає його назад через квантовий комп'ютер. В глибокому минулому зловмисник - Боб, ще один улюблений помічник - вимірює кубіт Аліси. Це діяння порушує кубіт і руйнує все його квантові кореляції з іншим світом. Далі система запускається до теперішнього часу.

За словами Рея Бредбері, невеликий збиток Боба і всі ці кореляції минулого повинні бути швидко збільшені в ході складної еволюції вперед у часі. Отже, Аліса не зможе відновити свою інформацію в кінці.

Але це не те, що сталося. Ян Синіцин і виявили, що велика частина місцевої інформації була прихована в глибокому минулому у формі квантових кореляцій, які не могли бути пошкоджені незначним втручанням. Вони показали, що інформація повертається до кубиту Аліси без особливого збитку, незважаючи на втручання Боба. Незвично, що для більш глибоких подорожей в минуле і для великих "світів" остаточна інформація Аліси повертається до неї ще менше пошкодженої.

"Ми виявили, що поняття хаосу в класичній фізиці і квантовій механіці повинно розумітися по-різному", - сказав Синіцин.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що створений квантовий процесор для передбачення майбутнього.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Новости