Обращение во времени произвольного, неизвестного квантового состояния

Популярная механикаНаука

Тепловой хаос вернул квантовую систему в неизвестное прошлое

Ученые разработали весьма необычную теорию, суть которой - обращение во времени произвольного, неизвестного квантового состояния.

Василий Макаров

В продолжение нашумевшего прошлогоднего эксперимента по «обращению времени» квантовой системы в известном состоянии, двое физиков из МФТИ и Аргоннской национальной лаборатории опубликовали в журнале Communications Physics новую, не менее парадоксальную теоретическую работу. В ней изложена процедура обращения во времени произвольного, неизвестного квантового состояния. В будущем подобные операции послужат для контроля работы продвинутых квантовых компьютеров.

Один из авторов исследования, Валерий Винокур из Аргоннской национальной лаборатории, поясняет принцип в основе обоих исследований: «Один из наших прорывов — осознание и реализация на практике идеи, что квантовый компьютер можно использовать не как вычислитель, а как физический объект, кусочек материального мира, и эволюцией его состояния во времени можно поразительным образом управлять».

Без внешнего вмешательства состояние квантового чипа эволюционирует определенным образом — от порядка к хаосу. То же самое можно сказать и о других вещах: наши тела стареют, постройки разваливаются, а система «кубик льда — стакан воды» неминуемо приходит к тепловому равновесию. При этом едва ли кто-то видел, чтобы кубик льда внезапно материализовался в стакане при комнатной температуре; хотя это может зависеть от содержимого стакана.

Повседневный опыт дает человеку интуитивное чувство времени, которое основано на противопоставлении в целом более упорядоченного прошлого более хаотичному будущему замкнутой системы. Такой как стакан воды комнатной температуры со льдом, где таяние воспринимается как однонаправленный процесс. В физике говорят о стреле времени, или асимметрии времени. Она объясняется тенденцией к беспорядку, которая более строго описывается вторым началом термодинамики.

Джинн второго рода

В эксперименте, который в прошлом году СМИ окрестили российской «машиной времени», физики на мгновение развернули стрелу времени для квантового чипа. А именно, запущенный в упорядоченном состоянии квантовый компьютер короткое время эволюционировал в сторону нарастания хаоса, после чего на чип воздействовали алгоритмом обращения времени. Как следствие, компьютер стал выполнять все прежние действия с точностью до наоборот и в конце концов пришел в исходное упорядоченное состояние.

Подвох состоял в том, что нужно заранее знать состояние компьютера в момент пуска алгоритма обращения времени — операция не универсальна. «Даже это воспринималось как своего рода волшебство, но наша усовершенствованная процедура — это, если угодно, волшебный джинн нового порядка, — объясняет Винокур. — Скажем, захотели вы вернуть Парфенону его былое величие. Прежний джинн мог исполнить ваше желание, но он бы начал задавать неудобные вопросы — попросил бы подробный план руин как они есть сейчас… У старого джинна не было универсального заклятия для обращения времени. У него была толстенная книга заклинаний, из которой приходилось каждый раз выбирать одно, смотря по ситуации, что весьма утомительно».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
Гутенберг, фанат технологий Гутенберг, фанат технологий

Первый в мире технопредприниматель

kiozk originals
Готовь батарею летом: как быть, чтобы автоаккумулятор не подвёл зимой Готовь батарею летом: как быть, чтобы автоаккумулятор не подвёл зимой

Проблемы с аккумуляторами автомобилей начинаются летом

Популярная механика
Структура научных революций Структура научных революций

Новаторский анализ научного развития

kiozk originals
Самые смертельные пандемии от доисторических времен до XXI века Самые смертельные пандемии от доисторических времен до XXI века

Самые страшные заболевания в истории

Maxim
10 важнейших археологических находок 10 важнейших археологических находок

Археологи за XX век смогли выяснить, что происходило последние пять тысяч лет

Maxim
Тонкое искусство пофигизма Тонкое искусство пофигизма

Парадоксальный способ жить счастливо

kiozk originals
12 фотографий самых любопытных мест человеческого тела 12 фотографий самых любопытных мест человеческого тела

Воистину красота человеческого тела безгранична!

Maxim
Гордость и гордыня: в чем между ними разница? Гордость и гордыня: в чем между ними разница?

Как определить, что именно мы испытываем — гордость или гордыню?

Psychologies
Миры миров Миры миров

Как стать президентом в мультивселенной

Популярная механика
Ближе к природе Ближе к природе

Респектабельный минимализм с космическими мотивами в апартаментах

SALON-Interior
Постановка на учет по беременности: сроки, важные документы и правила Постановка на учет по беременности: сроки, важные документы и правила

Каждая женщина, узнав, что скоро станет мамой, задается вопросами

9 месяцев
8 крутых машин, которые изменили мир 8 крутых машин, которые изменили мир

Восемь лучших машин из лучших, которые помогли изменить мир таким

Популярная механика
Как похудеть при ходьбе? 5 правил, которые работают Как похудеть при ходьбе? 5 правил, которые работают

Как гулять «с умом» и, заодно, сбросить лишний вес

Playboy
Все краски жизни Все краски жизни

Кэрол Иган привнесла в традиционный американский дом жизнерадостное настроение

AD
Судьба человека Судьба человека

25 сентября Сергею Федоровичу Бондарчуку исполнилось бы сто лет

Tatler
Чего я не знала, начиная бизнес: Ольга Зиновьева, Elementaree Чего я не знала, начиная бизнес: Ольга Зиновьева, Elementaree

Основательница Elementaree о своих ошибках и неожиданных решениях

Inc.
Как снять гель-лак: все способы и лайфхаки от мастеров маникюра Как снять гель-лак: все способы и лайфхаки от мастеров маникюра

Домашние способы снять гель-лак, которые несложно освоить

Cosmopolitan
Масочный режим: за что любить тканевые маски Масочный режим: за что любить тканевые маски

Чем тканевые маски выгодно отличаются от масок в тюбиках и баночках

Psychologies
10 оттенков страха Владимира Машкова и его команды 10 оттенков страха Владимира Машкова и его команды

Паника, тревога, неопределенность — фон сегодняшней жизни

Psychologies
MAXIM рецензирует «Таинственный сад» MAXIM рецензирует «Таинственный сад»

Экранизация фэнтези эдвардианской эпохи, когда драконы еще не вошли в моду

Maxim
По тонкому льду По тонкому льду

Как глобальное потепление повлияет на Россию

N+1
10 самых глубоких мест на Земле 10 самых глубоких мест на Земле

Насколько близко можно приблизиться к ядру планеты?

Популярная механика
Что читать на выходных: отрывок из романа-взросления «Тысяча лун» Себастьяна Барри Что читать на выходных: отрывок из романа-взросления «Тысяча лун» Себастьяна Барри

Отрывок из романа Себастьяна Барри об извилистой истории индейской девочки

Esquire
Режиссер Келли Райхардт — о своем новом фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века Режиссер Келли Райхардт — о своем новом фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века

Новая работа режиссера — экранизация романа Джонатана Рэймонда

Esquire
Да ты сухарь! Да ты сухарь!

Как понять, что твой партнер тебя любит, если он не проявляет свои чувства

Лиза
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
3 схожих симптома пограничного расстройства личности и ПТСР 3 схожих симптома пограничного расстройства личности и ПТСР

Как различить пограничное расстройство личности и посттравматический синдром?

Psychologies
Татьяна Пилецкая Татьяна Пилецкая

Прима театра «Балтийский дом» и народная артистка России вернулась на киноэкраны

Собака.ru
Часики тикают Часики тикают

Даня Милохин и другие звезды TikTok точно знают, что время — деньги

GQ
Открыть в приложении