У квантовому світі майбутнє впливає на минуле.

р.



Експеримент показав, що аналіз минулого та майбутнього квантової системи «пророки» її стану більш точно, ніж просто аналіз майбутнього. Диффікулт? Давайте розберемося. Ми використовуємо для виявлення історії, які ми не помітимо, як автор грає час. Як правило, вбивця відбувається до середини книги, але читач бачить тільки чорне місце, і зазвичай він дізнається, що сталося тільки на останню сторінку.

Якщо ви займаєте останню сторінку з книги, як фізика Kather Березень Університету Вашингтона в Сент-Луїс вважає, як читач краще зрозуміти, що сталося: після читання до моменту з сторінкою, що розірвав, або після читання всієї книги? Відповідність є все занадто очевидним у випадку виявлення, але далеко від прямопередня в світі квантової механіки, де невизначеність є фундаментальною, а не тягнеться до радості читання.

Навіть якщо ви знаєте, що всі квантові механіки можуть розповісти вам про квантові частинки, марш говорить, що ви не можете прогнозувати результати простого експерименту для вимірювання його стану. Все, що квантова механіка має запропонувати, є статистичною ймовірністю можливих результатів.

Звичайна мудрість полягає в тому, що ця невизначеність не є дефектом теорії, але досить природним фактом. Стан частинки не просто невідомий, але дійсно не визначений до вимірювання. Акт вимірювання себе викликає частинки, щоб згорнути до певного стану.

У журналі Physical Review Letters, які будуть опубліковані 13 лютого, Kather March описує спосіб звуження шансів на успішне визначення. Поєднуючи інформацію про еволюцію квантової системи після довідкової точки з інформацією про її еволюцію до цього часу, фізик в лабораторії вдалося звужувати шанси правильно визначити стан системи від 50/50 до 90/10.

Що ми сьогодні змінилися. І, як це аналогія пропонує, результати експерименту мають наслідки еринства на час і причинність — принаймні в мікроскопічному світі квантової механіки.

До недавнього часу фізики можуть лише вивчити квантово-механічні властивості окремих частинок через думські експерименти, так як будь-яка спроба спостерігати їх безпосередньо привели до частинок, які приховували свої загадкові квантові властивості.

У 1980-х і 90-х рр. фізики винайшли пристрої, які дозволили їм вимірювати ці крихкі системи так ретельно, щоб вони не згорлися раптово до певного стану. Пристрій, що використовується маршом, є простим надпровідним контуром, що надходить до квантового простору при охолодженні до абсолютного нуля. Команда березня використовувала два рівні нижчої енергії цього куба, наземного стану та збудженого стану, у моделі квантової системи. Між цими двома державами є нескінченна кількість квантових станів, які є надпозиціями, або комбінацій, землі та збуджених станів.

Виявлено квантовий стан схеми шляхом розміщення його в мікрохвильовій коробці. Кілька мікрохвильових фотонів відправляються в коробку, де їх квантові поля взаємодіють з надпровідним контуром. Коли фотони залишають коробку, вони здійснюють інформацію про квантову систему.

Важливо, що ці «помоги» нерезонансні вимірювання не турбуються, на відміну від «сильних» вимірювань з фотонами, які оновлюються з різницею енергії між двома державами, що вибивають контур в одну або іншу державу.

У своїй роботі Марш описує квантове здогадування з квбітом:

"Що ми починаємо, поставивши квит у надпозиції двох держав", - каже він. Потім ми робимо міцний вимір, але приховуємо результат, продовжуємо дотримуватися системи слабкими вимірами.

Тоді вчені намагаються здогадати про прихований результат, як версія вбивства, яка залишалася на крутій сторінці детектива.

«Найбільший розрахунок за допомогою рівняння Народи, що виражає ймовірність знаходження системи в певній державі, гарантує Вам 50% шансів отримати відповідь прямо», – коментує Березень. Але можна також підрахувати його інший спосіб навколо використання певного ефекту матриці. Просто займіть всі рівняння і закріпіть їх. Вони будуть працювати і ви можете просто почати траєкторію назад. й

«Особливості» Отже, якщо ви подивитеся на зворотні та пересувні траєкторії і зважте їх інформацію однаково, ми отримуємо деякі види ретроактивного прогнозування або реконструкції. й

Цікава річ про це ретрогностика полягає в тому, що це 90% точний. Коли фізики протестували його з збережених вимірювань ранньої системи, вони здогадували 9 разів з 10.

Квантове здогадування може бути корисним у розвитку квантових комп’ютерів та квантового контролю відкритих систем, таких як хімічні реакції, що робить їх більш надійними. У фізиці також є наслідки для глибоких проблем.

З одного боку, це говорить про те, що в квантовому світі час витікає назад і вперед, в той час як в класичному світі він протікає вперед.

«Я завжди думав, що вимірювання має вирішувати питання симетрії часу в квантових механіках», – коментує Марш. Якщо ми заміряємо частинки в надположенні держав, і вона згорнеться в одну з двох держав, добре, схоже, цей процес пересувається вперед.

Але квантовий експеримент вгадувань приніс симметрію часу. Удосконалений прогноз означає, що квантовий стан якось поєднує інформацію з майбутнього та минулого. І це означає, що час у квантовому світі представлений двоголовним стрілою.

«Це не зрозуміло, чому, в реальному світі багатьох частинок, час тільки пересувається вперед і ентропію завжди зростає», - розповідає Маршень. Але багато людей, які працюють над цією проблемою, і я думаю, що це буде вирішена в пару років.

Однак в світі, де час симетричний, є такі речі, як причина і ефект? Для того, щоб дізнатися, Березень пропонує запустити кварцовий експеримент, який створить зворотні петлі (див. причину і ефект) і спробувати запустити їх назад і вперед. “Одний такий експеримент займе 20-30 хвилин, кілька тижнів, щоб аналізувати і рік, щоб подряпини черги і спробувати зрозуміти, чи ми божевільні або ні. У будь-якому випадку, я задоволений тим, що у нас є реальний експеримент і реальні дані. й

Джерело: hi-news.ru