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
Плыть по течению или бороться до конца? Рассуждает Алина Фаркаш Плыть по течению или бороться до конца? Рассуждает Алина Фаркаш

"Надо работать над собой" — такими установками нас уродуют с детства.

Cosmopolitan
Китайцев уличили в подделке палеолитических подвесок из зубов животных Китайцев уличили в подделке палеолитических подвесок из зубов животных

Археологи провели исследование артефактов из Верхней пещеры Чжоукоудяня

N+1
Боровиха и журавлиха Боровиха и журавлиха

Брусника — один из растительных символов осени

Наука и жизнь
Топливо больших скоростей Топливо больших скоростей

Прогресс привнес новейшие технологии в систему обеспечения лайнеров топливом

Популярная механика
Животная страсть Животная страсть

Елена Перминова: о муках совершенствования пресса

Vogue
Немного другие миры Джолана ван дер Виля Немного другие миры Джолана ван дер Виля

Художник из Амстердама играет с силами природы

Популярная механика
Захватить рынок туалетной бумаги и провалиться после 116 лет работы: история Scott Paper Company Захватить рынок туалетной бумаги и провалиться после 116 лет работы: история Scott Paper Company

Изобретатель туалетной бумаги так и не смог на ней разбогатеть

VC.RU
Таинственное убийство на ферме Хинтеркайфике: загадочное преступление в Германии Таинственное убийство на ферме Хинтеркайфике: загадочное преступление в Германии

Загадочное преступление, которое произошло 4 апреля 1922 года в Германии

Cosmopolitan
Построение бизнес-моделей Построение бизнес-моделей

Настольная книга стратега и новатора

kiozk originals
Искусственный интеллект Искусственный интеллект

Этапы. Угрозы. Стратегии

kiozk originals
10 самых безумных грузов, перевезенных по воздуху 10 самых безумных грузов, перевезенных по воздуху

Авиаперевозки, не поддающиеся никакой классификации.

Популярная механика
Одна из девчат Одна из девчат

Вспоминаем главные роли и интересные факты из биографии Надежды Румянцевой

Лиза
В работу с головой В работу с головой

Паттерны успеха от IT-специалиста

kiozk originals
Правила жизни Майкла Дугласа Правила жизни Майкла Дугласа

Правила жизни актера Майкла Дугласа

Esquire
Здесь и сейчас Здесь и сейчас

Как научиться есть осознанно?

Худеем правильно
Homo Deus Homo Deus

Краткая история будущего

kiozk originals
Молодо-зелено Молодо-зелено

Зачем косметологу знать, что вы веган или вегетарианец?

Tatler
Поматросил и бросил? Почему Тимати не женился ни на одной из своих девушек Поматросил и бросил? Почему Тимати не женился ни на одной из своих девушек

С кем у рэпера Тимати были отношения и почему они не привели к браку?

Cosmopolitan
Диета Дюкана: научные факты о рисках и пользе Диета Дюкана: научные факты о рисках и пользе

Что такое «правильный» вес и почему питание по Дюкану может быть опасно

РБК
Зачем нам замуж? Алина Фаркаш считает, что брак женщине не так уж и нужен Зачем нам замуж? Алина Фаркаш считает, что брак женщине не так уж и нужен

Зачем выходить замуж в России – мне сложно понять

Cosmopolitan
Скучаете ли вы по Москве времен Лужкова? Вопрос дня Скучаете ли вы по Москве времен Лужкова? Вопрос дня

Участники проекта «Сноб» рассказали, скучают ли они по лужковской Москве

СНОБ
Таинственные звезды и что они производят Таинственные звезды и что они производят

Элементы, которые появляются в результате смерти звезд

Популярная механика
Sapiens Sapiens

Краткая история человечества

kiozk originals
Биологи разобрались в механизме возбуждения нейронов предрасположенных к шизофрении пациентов Биологи разобрались в механизме возбуждения нейронов предрасположенных к шизофрении пациентов

Нейроны пациентов с делецией 22 хромосомы возбуждаются чаще обычных клеток

N+1
По тонкому льду По тонкому льду

Как глобальное потепление повлияет на Россию

N+1
Пять самых популярных игровых мифов Пять самых популярных игровых мифов

Пять самых популярных игровых мифов, в которые верили геймеры разных поколений

Популярная механика
О суммах квадратов и кубов О суммах квадратов и кубов

История начинается с теоремы Пифагора, а заканчивается математическим открытием

Наука и жизнь
Армия 2020 Армия 2020

Ежегодная выставка «Армия» в парке «Патриот»

Популярная механика
6 способов успокоить ревнивого партнера 6 способов успокоить ревнивого партнера

Как корректно проработать ревность в отношениях?

Psychologies
Открыть в приложении