Физики доказали нереальность эффекта бабочки

Используя квантовый компьютер для имитации путешествия во времени, исследователи продемонстрировали, что в квантовой сфере нет "эффекта бабочки". В исследовании информация - кубиты или квантовые биты - "путешествовали во времени" в моделируемое прошлое. Один из них был сильно поврежден, имитируя "эффект бабочки", образно говоря. Удивительно, но когда все кубиты возвращаются в "настоящее", они оказываются практически неизменными, как будто реальность является самоисцелением.

"На квантовом компьютере нет проблем с имитацией эволюции в противоположное время или с запуском процесса назад в прошлое", - сказал Николай Синицын, физик-теоретик из Лос-Аламосской национальной лаборатории и соавтор статьи с Бин Яном в Центре нелинейных исследований, также в Лос-Аламосе. "Таким образом, мы действительно можем увидеть, что происходит со сложным квантовым миром, если мы путешествуем назад во времени, добавляем небольшой урон и возвращаемся. Мы обнаружили, что наш мир выживает, а это значит, что в квантовой механике нет эффекта бабочки".

Напомним, в научно-фантастической истории Рэя Брэдбери "И грянул гром» 1952 года персонаж использовал машину времени, чтобы отправиться в глубокое прошлое, где он наступил на бабочку. Вернувшись в настоящее время, он обнаружил другой мир. Этой истории часто приписывают термин "эффект бабочки", который относится к чрезвычайно высокой чувствительности сложной динамической системы к ее начальным условиям. В такой системе ранние малые факторы продолжают оказывать сильное влияние на развитие всей системы.

Вместо этого Ян и Синицын обнаружили, что симуляция возврата в прошлое, чтобы вызвать небольшой локальный ущерб в квантовой системе, приводит к небольшому, незначительному локальному ущербу в настоящем.

Этот эффект имеет потенциальные возможности в аппаратном сокрытии информации и тестировании квантовых информационных устройств. Информация может быть скрыта компьютером путем преобразования исходного состояния в сильно запутанное.

"Мы обнаружили, что даже если злоумышленник выполнит измерения, связанные с повреждением состояния сильно запутанного состояния, мы все равно сможем легко восстановить полезную информацию, потому что это повреждение не увеличивается в результате процесса декодирования" - сказал Ян. "Это оправдывает разговоры о создании квантового оборудования, которое будет использоваться для сокрытия информации".

Эта новая находка также может быть использована для проверки, действительно ли квантовый процессор работает по квантовым принципам. Поскольку новооткрытый эффект "без бабочки" является чисто квантовым, если процессор запускает систему Яна и Синицына и демонстрирует этот эффект, то это должен быть квантовый процессор.

В эксперименте команды Алиса, любимый резервный агент, используемый для квантовых мысленных экспериментов, готовит один из своих кубитов в настоящем и запускает его обратно через квантовый компьютер. В глубоком прошлом злоумышленник - Боб, еще один любимый помощник - измеряет кубит Алисы. Это действие нарушает кубит и разрушает все его квантовые корреляции с остальным миром. Далее система запускается до настоящего времени.

lanl.gov

По словам Рэя Брэдбери, небольшой ущерб Боба и все эти корреляции в прошлом должны быть быстро увеличены в ходе сложной эволюции вперед во времени. Следовательно, Алиса не сможет восстановить свою информацию в конце.

Но это не то, что случилось. Ян и Синицын обнаружили, что большая часть местной информации была скрыта в глубоком прошлом в форме квантовых корреляций, которые не могли быть повреждены незначительным вмешательством. Они показали, что информация возвращается к кубиту Алисы без особого ущерба, несмотря на вмешательство Боба. Необычно, что для более глубоких путешествий в прошлое и для больших "миров" окончательная информация Алисы возвращается к ней еще менее поврежденной.

"Мы обнаружили, что понятие хаоса в классической физике и квантовой механике должно пониматься по-разному", - сказал Синицын.

Напомним, ранее сообщалось, что создан квантовый процессор для предсказания будущего.

Источник