Учени „обърнаха посоката на времето“ в квантов компютър
Времето в никакъв случай не е задоволително, то непрекъснато изтича. Някои споделят, че то е заблуда, до момента в който други – че лети като стрела. Е, тази „ стрела “ несъмнено основава огромни главоболия на физиците. Защо времето има съответна посока? Дали тя би могла да се обърне?
Ново проучване, оповестено в Scientific Reports, повдига точно тази тематика. Международен екип от учени е основал стратегия, „ обръщаща посоката на времето “ в квантов компютър. Един опит, който ще окаже голям резултат върху знанието ни, обвързвано с квантовите компютри. Подходът на откривателите разкрива и нещо в действителност значимо – обръщането на времето е толкоз комплицирано, че е извънредно необикновено, даже невероятно да се случи непринудено в природата.
Що се отнася до законите на физиката, в доста случаи няма какво да ни спре в желанието ни да се придвижваме напред или обратно във времето. В избрани квантови системи е допустимо да се основат интервенции, обръщащи посоката на времето. В случая екипът основава умствен опит, основан на реален сюжети.
Еволюцията на квантовата система се управлява от уравнението на Шрьодингер, съгласно което е допустимо една парченце да бъде в избран район. Друг изключително значим закон на квантовата механика е Принципът на несигурност на Хайзенберг. Хайзенберг потвърдил, че е невероятно да се дефинира по едно и също време ситуацията и скоростта на един електрон. Поради намесата на наблюдаващия и непрeдвидимото държание на обособените кванти, постоянно остава известна несигурност за скоростта или за ситуацията, а в някои случаи и за двете.
Изследователите са желали да ревизират дали могат да накарат времето непринудено да обърне посоката си за една съответна парченце – за елементи от секундата. Те употребяват образеца за щеката, разбиваща топките на билярдната маса, подредени в триъгълник (но след това – връщаща ги на място). Един превъзходен аналог на втория закон на термодинамиката, съгласно който една изолирана система постоянно минава от положение на ред в безпорядък.
Екипът взема решение да ревизира дали това е допустимо да се случи – както непринудено в природата, по този начин и в лабораторията. Мисловният им опит стартира с един съответен локализиран електрон. Това значи, че те са били наясно с позицията му в дребен район в пространството. Законите на квантовата механика не разрешават да знаем къде е тъкмо с безспорна точност. Идеята е да имаме допустимо най-високата възможност, че електронът е в границите на съответен район. Тази възможност се „ размива “ с течение на времето, което значи, че частицата може да е ситуирана в район с по-голям обсег. След това откривателите „ внасят “ концепцията за интервенция, обръщаща времето, с цел да върнат електрона назад на мястото му. Мисловният опит е допълнен и от действителни математически калкулации.
Изследователите пресмятат вероятността това да се случи на електрон в действителния свят с помощта на случайни флуктуации (случайно отклоняване от междинното (обикновено равновесно) значение на физични величини, характеризиращи система от огромен брой частици). Ако следим 10 милиарда „ преди малко локализирани “ електрони всяка секунда в границите на целия живот на Вселената (13,7 милиарда години), ще забележим нещо сходно един-единствен път. Освен това квантово положение ще се върне обратно във времето с към 10-милиардна от секундата – почти времето, за което светофарът светва зелено и някой зад вас взема решение, че би трябвало да ви свирне с клаксона.
Въпреки че обръщането на хода на времето е малко евентуално да се случи в действителни условия, то несъмнено е допустимо в лаборатория. Екипът взема решение да симулира локализиран електрон в квантов компютър и да сътвори интервенция, обръщаща хода на времето, която да го върне в първичното му положение. Едно нещо излиза наяве – колкото по-голяма е симулацията, толкоз по-сложна (и неточна) става тя. При настройка от 2 кюбита, симулираща локализирания електрон, учените обръщат хода на времето в 85 % от случаите. При 3 кюбита са постигнали триумф единствено в 50 % от случаите.
Въпреки че тази стратегия, обръщаща хода на времето, надали ще докара до основаване на машина на времето, тя би могла да окаже значимо въздействие върху бъдещите разработки на квантовите компютри и даже да ги направи по-прецизни.
Източник: IFLScience
