Исследователи доказали, что стрела времени не имеет значения для квантовых компьютеров — Naked Science
21.07.2018
8 минут
Редакция
2
240

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 15:01
25 минут
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

Позавчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

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.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

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.

[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: