Зворот потоку часу на квантовому комп’ютері Квантове моделювання дає змогу швидко заглянути в
Квантове моделювання дає змогу підглянути кращі можливості зміни часу
Ми всі відзначаємо дні годинниками та календарями, але, можливо, жоден годинник не є ближчим до дзеркала. Зміни, які ми помічаємо протягом багатьох років, яскраво ілюструють «стрілу часу» науки - ймовірний перехід від порядку до безладу. Ми не можемо повернути цю стрілку назад, як не можемо стерти всі свої зморшки або відновити зруйновану чашку до первісної форми.
Міжнародна група вчених, очолювана Національною лабораторією Міністерства енергетики США (DOE) Аргонна, дослідила це питання в першому в своєму роді експерименті, зумівши на короткий час повернути комп'ютер у минуле. Результати, опубліковані 13 березня в журналі Scientific Reports, пропонують нові шляхи дослідження зворотного потоку часу в квантових системах. Вони також відкривають нові можливості для квантового комп'ютерного тестування програм та виправлення помилок.
Щоб досягти зміни часу, дослідницька група розробила алгоритм для загальнодоступного квантового комп’ютера IBM, який імітує розсіювання частки. У класичній фізиці це може виглядати як більярдний м'яч, який вдарив кий, рухаючись по лінії. Але в квантовому світі одна розсіяна частинка набуває руйнованої якості, поширюючись у різних напрямках. Змінити свою квантову еволюцію - все одно, що змінити кільця, створені, коли камінь кидають у став.
У природі відновити цю частинку до початкового стану - по суті, повернути розбиту чашку назад - неможливо.
Основна проблема полягає в тому, що вам потрібна буде «суперсистема», або зовнішня сила, для маніпулювання квантовими хвилями частинки в кожній точці. Але, зауважують дослідники, часові рамки, необхідні для того, щоб ця суперсистема могла спонтанно з’явитися та належним чином маніпулювати квантовими хвилями, розширювалися б довше, ніж у самому Всесвіті.
Не зумівши, команда вирішила визначити, як цю складність можна подолати, принаймні в принципі. Їх алгоритм імітував розсіяння електронів за допомогою дворівневої квантової системи, "видаваної" за допомогою квантового комп'ютерного кубіта - основної одиниці квантової інформації - та пов'язаного з нею розвитку в часі. Електрон переходить з локалізованого, або "побаченого" стану в розсіяний. Потім алгоритм повертає процес у зворотному порядку, і частинка повертається у початковий стан - іншими словами, вона рухається назад у часі, хоча б лише на незначну частку секунди.