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
Оставайся тверже камня! Что делать, если он потерял эрекцию Оставайся тверже камня! Что делать, если он потерял эрекцию

Что делать, если у него «грустный слоник» и как спасти положение

Cosmopolitan
Ученые выяснили, какой секс люди считают лучшим в своей жизни Ученые выяснили, какой секс люди считают лучшим в своей жизни

Оказалось, можно вывести формулу лучшего секса

Maxim
Мурашки-антистресс Мурашки-антистресс

Почему нам нравится слушать АСМР

Glamour
Краткая история времени Краткая история времени

От Большого взрыва до черных дыр

kiozk originals
Неделя в Москве: как увидеть знаковые места столицы. Часть вторая Неделя в Москве: как увидеть знаковые места столицы. Часть вторая

Маршруты для идеального путешествия по Москве. Продолжение

Культура.РФ
Двери сознания Двери сознания

Где прячется человеческое «я»

Вокруг света
Сюртсей — самый молодой остров на планете, за которым постоянно следят ученые Сюртсей — самый молодой остров на планете, за которым постоянно следят ученые

Остров, который моложе, чем твоя бабушка!

Maxim
Отель ″Челси″ Отель ″Челси″

Свою квартиру Эндрю Торри практически превратил в филиал арт-галереи

AD
От селфи до пластики — один шаг От селфи до пластики — один шаг

Стремление к физическому совершенству стало навязчивой идеей XXI века

Psychologies
Селфи Селфи

Почему мы зациклены на себе и как это на нас влияет

kiozk originals
Из дальнобойщиков в CEO: как водитель грузовика основал компанию и стал зарабатывать $3,5 млн в год Из дальнобойщиков в CEO: как водитель грузовика основал компанию и стал зарабатывать $3,5 млн в год

Вдохновляющий рассказ о неудачах, везении и сбывшейся американской мечте

Inc.
Бутылка для соевого соуса Kikkoman за 60 лет стала символом удобства: каким принципам следовал её дизайнер Кендзи Экуан Бутылка для соевого соуса Kikkoman за 60 лет стала символом удобства: каким принципам следовал её дизайнер Кендзи Экуан

Тара с красной крышкой стала музейным экспонатом

VC.RU
Сам себе MBA Сам себе MBA

Самообразование на 100%

kiozk originals
Главный экспонат Главный экспонат

Музеи и культурные центры, которые сами являются впечатляющими арт-объектами

AD
Материнство раннее и позднее: в чем разница? Материнство раннее и позднее: в чем разница?

Что лучше: родить в юности или завести ребенка в зрелом возрасте?

Psychologies
Наблюдаемое количество гравитационных линз на порядок превысило прогноз симуляций Наблюдаемое количество гравитационных линз на порядок превысило прогноз симуляций

Общепринятые представления о свойствах темной материи отныне под сомнением

N+1
Почему люди верят в плоскую Землю Почему люди верят в плоскую Землю

Реальная причина, по которой люди думают, что Земля плоская, может вас удивить

Популярная механика
Рано сдулись: Калкин, Лохан и другие звезды, не выдержавшие испытание славой Рано сдулись: Калкин, Лохан и другие звезды, не выдержавшие испытание славой

Они были в зените славы, но их жизнь чаще всего была трагичной

Cosmopolitan
Покинутый советский остров-полигон, на котором захоронено биологическое оружие Покинутый советский остров-полигон, на котором захоронено биологическое оружие

В советское время на острове Возрождения располагался полигон «Бархан»

Maxim
Сергей Романцов: Главный критерий. Записки зоозащитника Сергей Романцов: Главный критерий. Записки зоозащитника

Тексты Сергея Романцова, посвященные эмпатии к животным и опыту зоозащиты

СНОБ
Пруст и кальмар Пруст и кальмар

История и наука читающего мозга

kiozk originals
Медовый месяц по-королевски: где отдыхают после свадьбы принцы и принцессы Медовый месяц по-королевски: где отдыхают после свадьбы принцы и принцессы

Куда ездили отдыхать самые известные пары?

Cosmopolitan
Как сделать хорошую фотографию для «Инстаграма» с точки зрения науки Как сделать хорошую фотографию для «Инстаграма» с точки зрения науки

Научись делать идеальные снимки в Instagram

Maxim
«Земля кочевников» с Фрэнсис Макдорманд — фильм о бесконечной дороге и вечной жизни, получивший «Земля кочевников» с Фрэнсис Макдорманд — фильм о бесконечной дороге и вечной жизни, получивший

«Земля кочевников» — роуд-муви о женщине по имени Ферн

Esquire
Dior Dior

Коллекции Марии Грации Кьюри и Кима Джонса для Dior

Weekend
В прошлом крупный девелопер Александр Сенаторов решил делать держатели для смартфонов. Сможет ли он построить успешный бизнес? В прошлом крупный девелопер Александр Сенаторов решил делать держатели для смартфонов. Сможет ли он построить успешный бизнес?

О силе конкурентов и слабости алюминия

Inc.
Воробьи научили друг друга бесстрашию Воробьи научили друг друга бесстрашию

Домовые воробьи могут учить друг друга не бояться новых объектов

N+1
Наполеон Великий Наполеон Великий

Как Наполеон завоевал Европу и изменил мир

kiozk originals
Состояние почтового ящика может многое рассказать о личности человека, уверены психологи Состояние почтового ящика может многое рассказать о личности человека, уверены психологи

Три основных стиля ведения электронной почты с точки зрения психологов

Inc.
Открыть в приложении