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

Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Энергия Энергия

Руководство для начинающих

kiozk originals
История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца

Открыть пекарню и закрыть ее через два месяца

Inc.
«Чем сложнее мир вокруг, тем выше спрос на Баха». Ляля Кандаурова о моде на классику «Чем сложнее мир вокруг, тем выше спрос на Баха». Ляля Кандаурова о моде на классику

Ляля Кандаурова доказывает, что классическая музыка может быть актуальной

СНОБ
Военные преступления Военные преступления

Первая часть ответов на вопросы о военных преступлениях Второй мировой войны

Дилетант
Сору не место в избе: почему надо говорить о домашнем насилии Сору не место в избе: почему надо говорить о домашнем насилии

Почему надо говорить о домашнем насилии, если ты с ним столкнулась

Cosmopolitan
Портфолио бедности Портфолио бедности

Как бедняки живут на $2 в день

kiozk originals
Как микробы управляют нами Как микробы управляют нами

Тайные властители жизни на Земле

kiozk originals
«Мальчик и девочка должны иметь равные возможности играть». Полина Юмашева — о работе в РФС, равенстве в спорте и развитии женского футбола «Мальчик и девочка должны иметь равные возможности играть». Полина Юмашева — о работе в РФС, равенстве в спорте и развитии женского футбола

Полина Юмашева о развитии женского футбола в России

Forbes
Техника — молодежи Техника — молодежи

О популярности STEM-подхода в школьном образовании

Tatler
Антигруппировку фотонов связали с некогерентным излучением Антигруппировку фотонов связали с некогерентным излучением

Для этого физики изучали спектры излучения источника одиночных фотонов

N+1
Они легенды! Моника Беллуччи и другие звезды, в честь которых называли сумки Они легенды! Моника Беллуччи и другие звезды, в честь которых называли сумки

На создание этих моделей сумок дизайнеров вдохновили модницы и иконы стиля

Cosmopolitan
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.
От шелка до кремния От шелка до кремния

10 лидеров, которые объединили мир

kiozk originals
Сама себя сделала Сама себя сделала

Недовольна объемом фигуры и формами?

Лиза
10 человек с самым высоким IQ 10 человек с самым высоким IQ

Ученый, шахматист, стриптизер и вышибала — люди с самым высоким IQ

Maxim
Дышите глубжe Дышите глубжe

Как сказал Будда: «Медитация устраняет страдания, причиняемые неукрощенным умом»

Vogue
Глава из книги Нэнси Сталкер «Япония. История и культура» Глава из книги Нэнси Сталкер «Япония. История и культура»

Как японская культура проникла в европейскую жизн

СНОБ
Да ты сухарь! Да ты сухарь!

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

Лиза
Правила жизни Джонни Кэша Правила жизни Джонни Кэша

Правила жизни американского музыканта Джонни Кэша

Esquire
Тарантино, Ди Каприо, Уилл Смит и Клинт Иствуд вспоминают школу Тарантино, Ди Каприо, Уилл Смит и Клинт Иствуд вспоминают школу

Герои обложек Esquire делятся школьными воспоминаниями

Esquire
Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе Слишком хорошая погода: что делать при солнечном ударе

Как не допустить солнечного удара и что делать, если он все же случился?

Cosmopolitan
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
Что делать, если бензин в баке закончился? Пошаговый гид Что делать, если бензин в баке закончился? Пошаговый гид

Рассказываем, как не встать посреди дороги с пустым баком

Maxim
Выйти из заданной схемы Выйти из заданной схемы

Можно ли изменить свой характер, если он мешает быть счастливым?

Psychologies
10 лучших кинофильмов по книгам Агаты Кристи 10 лучших кинофильмов по книгам Агаты Кристи

Эти экранизации романов Агаты Кристи ты точно должен увидеть

Maxim
Духовный мир животных Духовный мир животных

Как научиться лучше понимать природу и жить в гармонии с ней

kiozk originals
Астрономы объявили о начале нового солнечного цикла Астрономы объявили о начале нового солнечного цикла

Начался 25-ый цикл солнечной активности

N+1
Пока играет Вальц Пока играет Вальц

«У жизни есть одна гарантия – она всегда может стать еще хуже»

Esquire
Как совместить приятное с полезным: ароматерапия для души и тела Как совместить приятное с полезным: ароматерапия для души и тела

С чем едят, то есть нюхают, ароматерапию?

Cosmopolitan
Открыть в приложении