«Теория конструктора» объединяет классический и квантовый мир — Naked Science
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, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Вчера, 20:52
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

Вчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: