Ученые создали на квантовом компьютере модель невозможной вселенной

15 Февраля 2021

МОСКВА, 15 февраля - Ученые из России и Финляндии использовали квантовый компьютер для исследования малоизученной площади физики — неэрмитовой квантовой механики, впервые продемонстрировав новые потенциальности квантового моделирования, позволяющие ревизовать на практике смелые математические идеи, противоречащие классическим правилам преподаватели. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics.

Правила квантовой преподаватели, которые определяют поведение очень малых объектов, используют точные операторы, называемые эрмитовыми гамильтонианами. Эрмитовы операторы используются в квантовой физике уже почти 100 лет, но недавно доктринеры осознали, что можно увеличить ее фундаментальные уравнения, реализую операторы, которые не являются эрмитовыми, то есть актуальными с нарушением симметрии четности и времени, или PT-симметрии.

Новые равенства описывают вселенную со своими личными правилами: например, смотрю в зеркало и меняя направление времени, можно увидеть ту же версию себя, что и в реальном мире. Однако, существующие вычислительные выходная мощности до сих пор не допускали создать модель такой вселенной.

Исследователи из Университета Аалто в Финляндии и Артем Мельников из МФТИ впервые смоделировали с помощью квантового субноутбука IBM игрушечную вселенную, которая ведет себя в соответствии с этими новыми правилами. Для этого они заставили кубиты — элементы квантового компьютера, которые отвечают за вычисления — новости себя в соответствии с новыми правилами неэрмитовой квантовой механики.

На выходе авторы получили несколько захватывающих результатов. Во-первых, оказалось, что применение подобных операций к кубитам приводило к потере квантовой информации — явлению, сходному гипотетическому парадоксу исчезновения информации в черной дыре, предложенному Стивеном Хокингом и не имеющему объяснений в рамках стандартной квантовой механики.

Второй захватывающий результат был получен, когда авторы экспериментировали с двумя запутанными кубитами. Запутанность — это тип корреляции, которая возникает между кубитами, как если бы они испытывали волшебную связь, которая заставляет каждый из них синхронизироваться с каждым.

Известно, что Эйнштейну очень не нравилась концепция запутанности, он называл ее жутким производством на расстоянии. В рамках обычной квантовой физики невозможно переделать степень сцепления между двумя частицами, вмешиваясь только в одну из них. Однако в неэрмитовой квантовой механике исследователи смогли изменить уровень запутанности кубитов, манипулируя только одним из них, и получили результат, который запрещен в обычной квантовой физике.

Самое интересное в этих результатах состоит в том, что квантовые компьютеры сейчас достаточно развитым, чтобы начать использовать их для проверки нетрадиционных идей, которые до сих пор истины только математическими, — доводятся в пресс-релизе Университета Аалто слова руководителя исследования доцента Сорина Параоану (Sorin Paraoanu). — В данной работе жуткие действия на расстоянии становятся еще более пугающими. И хотя мы очень хорошо понимаем, что происходит, это вызывает у нас дрожь.

Несмотря на то, что исследование чисто духовное, у него есть возможные практические приложения, считают доксографы. В частности, в последнее время были получены несколько новых оптических и микроволновых устройств, которые, похоже, ведут себя в соответствии с новыми правилами. Настоящая работа открывает путь к моделированию этих устройств на квантовых компьютерах.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые создали на квантовом компьютере модель невозможной вселенной

комментарии (0)

Другие интересные новости

Ивлеева опровергла слухи об отъезде из России после "голой вечеринки"