«Теория конструктора» объединяет классический и квантовый мир — Naked Science
5 минут
Редакция

«Теория конструктора» объединяет классический и квантовый мир

Физик Дэвид Дойч из Оксфордского университета поставил перед собой амбициозную задачу: объединить все физические теории в одну единую, создав набор мета-законов, определяющих, что может происходить во Вселенной, а что запрещено.

75f3b4c9df371bc6e440cc8b13a4441c60bde2bd_1600x1200
©Wikipedia

В недавно опубликованной статье Дэвид Дойч объявил о первом успехе своей «теории конструктора»: объединение квантовой и классической теории распространения информации. 

 


В настоящее время в компьютерных технологиях используется классическая теория информации, разработанная американским математиком Клодом Шенноном. Одновременно физики разрабатывают квантовые компьютеры, использующие законы субатомного мира для ускоренного выполнения поставленных задач. 


 

Принципы информационной теории Шеннона не применимы к обработке информации квантовыми машинами. До сих пор в физике нет ясного определения самого понятия «квантовой информации» и ее связи с классической.

 

Именно поэтому до сих пор алгоритмы для квантовых компьютеров разрабатывались методом проб и ошибок, ведь квантовой теории информации, на основе которой следовало составлять программы нового типа, до сих пор не существует. 
 

Согласно теории конструктора Дойча, основные фундаментальные компоненты физической реальности представляют собой «конструкторы», выполняющие специфические задания.

 

Каждый конструктор имеет свой собственный набор правил, определяющий его возможности. Например, электрический чайник можно представить как конструктор, выполняющий задание «подогреть воду».

 

Язык теории конструктора позволяет описывать наиболее фундаментальные принципы, которым должны следовать все дочерние теории. Возьмем, например, закон сохранения энергии: задача «создание энергии» для любого конструктора ограничивается невозможностью делать энергию из ничего.

 

? Кьяра Марлетто, Оксфордский университет

 

 

В своем определении информации Дойч и Марлетто заостряют внимание на одном задании, которое возможно в классической системе, но не допускается в квантовой: способность делать копии. Еще в 1980-х физики доказали невозможность создания идентичной копии неизвестного квантового состояния.

 

Оксфордские физики определяют область классической информации как среду, в которой можно точно копировать состояния. Из этого определения можно получить систему задач, возможных для данной среды, которая в идеале должна соответствовать Шенноновской теории информации.

 

Специалисты считают, что у теории конструктора могут быть большие перспективы и не только в области информации. Вполне возможно, что когда-нибудь удастся создать набор законов, объединяющий воедино также квантовую теорию с гравитационной, создав тем самым вожделенную физиками квантовую теорию гравитации. 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

6 часов назад
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Австралии выяснили, что диета, богатая овощами и фруктами, снижает уровень стресса у взрослых людей всех возрастов. Причем, если человек будет так питаться всю жизнь, он всегда сможет регулировать негативные факторы, на которые влияет стресс.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: