Исследователи доказали, что стрела времени не имеет значения для квантовых компьютеров — Naked Science
21.07.2018
8 минут
Редакция
2
232

Исследователи доказали, что стрела времени не имеет значения для квантовых компьютеров

Международной командой ученых недавно было опубликовано новаторское исследование. В нем они показали, что квантовые компьютеры не ограничены классическим пониманием времени.

reversingcau1

Ученые решили разобраться, возможно ли использовать квантовые компьютеры для преодоления одной из самых больших проблем: каузальной асимметрии. Когда вы наблюдаете за ходом событий, ваш мозг начинает предсказывать, что произойдет дальше. Таким образом, когда вы смотрите видеоролик, в котором разворачивается экшн-сцена, вы можете проследить за происходящим и собрать все воедино. Если эту же сцену проиграть в обратную сторону, то чаще всего она не будет иметь смысла. Именно поэтому время не работает тем же образом, когда его поворачивают вспять, согласно физическим предсказаниям.

 

Некоторые ученые верят в концепцию, известную как стрела времени, означающую, что время всегда движется только в одном направлении и что его обращение изменило бы природу причины и следствия. Это тесно связано с энтропией, но ее мы касаться не будем. Однако, вполне вероятно, что теория стрелы времени не распространяется на квантовую физику – очень странную и необычную по своей сути.

 

Если вы профессиональный голкипер, вы неплохо предугадываете, куда попадет мяч, движущийся на высокой скорости, до того, как он достигнет цели. Ваш мозг использует наблюдательную информацию о скорости и траектории мяча, чтобы предсказать, куда он в итоге попадет. В этом случае мы также можем использовать эту же информацию, чтобы строить предсказания даже при обращении стрелы времени в обратную сторону.

 

Когда дело касается одного мяча, движущегося по предсказуемому пути, причинная связь работает одинаково в обоих направлениях. Это даже проще понять, если вы представите сброс футбольного мяча с крыши. Если бы вам показали фотографию мяча на полпути между крышей здания и землей, вы бы запросто предсказали, в какую сторону он будет двигаться вперед или назад во времени – вниз или вверх.

 

 

 

Стохастический процесс может быть смоделирован в любом временном порядке. (а) Каузальная модель берет информацию в прошлом ←x и использует ее для создания статистически точных предсказаний об условном будущем поведения процесса P(→X|←X=←x). (б) Ретропричинная модель копирует поведение системы с точки зрения наблюдателя, сканирующего результаты слева направо, сталкиваясь с Xt+1 до XtТаким образом, она сохраняет релевантную информацию о будущем →x для создания статистически точной ретродикции прошлого P(←X|→X=→x). Каузальная асимметрия предполагает ненулевой промежуток между минимальной памятью, необходимой для любой каузальной модели C+ и ее ретропричинной копии C- / Aki Honda/Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore

 

Но, что если речь не о прямых линиях и одиночных дугах траектории? Что если мы подбросим блесток и сделаем снимок в тот момент, когда большинство из них достигнут своей высшей точки? Теоретически, вы могли бы проиграть классическую симуляцию для определения, куда упадет каждая из них при движении вперед, но сделать то же самое в обратную сторону будет гораздо сложнее и потребует намного более мощный компьютерный процессор.

 

Вот, почему вышеупомянутые исследователи решили узнать, не воспринимают ли квантовые компьютеры стрелу времени иначе. Теоретически возможно, квантовые компьютеры не будут испытывать те же проблемы с каузальной асимметрией, как люди и обычные компьютеры, так как они не используют нашу версию физики. Как выяснилось, это действительно так. По крайней мере, согласно исследованию, опубликованному командой.

 

Они провели физические предсказания в классических и квантовых системах, чтобы определить, сколько памяти требуют прямые и обратные вычисления. Классические системы подтвердили каузальную асимметрию, и обратные предсказания требовали затрат гораздо больших ресурсов для проведения. Но, когда эксперименты проводили на квантовой компьютерной системе, направление стрелы времени не имело значения. Квантовые компьютеры определяют следствие причины почти так же, как и причину следствия.

 

«Самое волнующее для нас – возможная связь со стрелой времени. Если каузальная асимметрия присутствует только в классических моделях, это предполагает, что наше восприятие причины и следствия – а значит, времени – может быть результатом применения классического объяснения событий в фундаментально квантовом мире», – говорит Джейн Томпсон, одна из ученых, работавших над проектом.

 

То есть, согласно исследованию, наше понимание времени основано на очень ограниченном восприятии того, как все на самом деле работает. Вселенная может быть очень неоднозначной, когда дело касается законов Ньютона о движении.

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Вчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

Вчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

ulogin_vkontakte_10623811
05.08.2018
-
0
+
Это сами вычисления не затронуты стрелой времени. А вот их вывод на наш "классический" интерфейс будет от нее зависеть. Ну и плюс проблема помех - квантовым вычислениям может помешать то,на что классический компьютер не реагирует.
ulogin_vkontakte_5184780
21.07.2018
-
0
+
Крутяк) Сознание классная штука) в вас сейчас одновременно прошлое, настоящее и будущее, а вы думаете о стреле времени) и правильно делаете. Квантовый компьютер не вы. Вот представьте, что вы хотите налить чая, все последующие действия использования прошлого, настоящего с задумкой на будущее. Или стрела времени играет злую игру над всем во вселенной? Тогда пространство время это закон, а все остальное марианетка. Когда ученые спросят у квантового компьютера, есть ли кротовые норы?) Компьютер говорит "НЕТ") Квантовый компьютер это не более чем просто процесс. Разница в сложности. Либою... Как вы считаете, убить можно? А ради науки? Наука развитие? Квантовый компьютер сможет иметь выбор? Неет, я во всем этом не шарю)))
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: