Hvordan Quantum Computers Kunne Dræbe Pilen Af ​​Tiden

{h1}

En ny teknik til quantum computing kunne buste åbne vores hele model af, hvordan tiden bevæger sig i universet.

En ny teknik til quantum computing kunne buste åbne vores hele model af, hvordan tiden bevæger sig i universet.

Her er det, der længe syntes at være sandt: Tiden virker i en retning. Den anden retning? Ikke så meget.

Det er sandt i livet. (Tirsdag ruller ind i onsdag, 2018 til 2019, ungdom i alderdom.) Og det er sandt i en klassisk computer. Hvad betyder det? Det er meget nemmere for en smule software, der kører på din bærbare computer, for at forudsige, hvordan et komplekst system vil bevæge sig og udvikle sig i fremtiden, end det er at genskabe sin fortid. En egenskab af universet, som teoretikere kalder "kausal asymmetri" kræver, at det kræver meget mere information - og meget mere komplekse beregninger - at bevæge sig i en retning gennem tiden, end det gør at bevæge sig i den anden. (Praktisk set er fremskridt i tide lettere.)

Dette har virkelige konsekvenser. Meteorologer kan gøre et rimeligt godt job med at forudsige, om det vil regne om fem dage baseret på dagens vejrradardata. Men spørg de samme meteorologer for at finde ud af om det regnede for fem dage siden med dagens radarbilleder? Det er en meget mere udfordrende opgave, der kræver meget flere data og meget større computere. [De 18 største uløste mysterier i fysik]

Informationsteoretikere mistænkte i lang tid, at kausal asymmetri kan være et grundlæggende træk ved universet. Så længe siden 1927 argumenterede fysikeren Arthur Eddington for, at denne asymmetri er grunden til, at vi kun bevæger os fremad gennem tiden og aldrig tilbage. Hvis du forstår universet som en kæmpe computer, der hele tiden beregner sin vej gennem tiden, er det altid lettere - mindre ressourceintentivt - for at strømme fremad (årsag, derefter effekt) end bagud (effekt og derefter årsag). Denne idé kaldes "tidens pil".

Men et nyt papir, der blev offentliggjort den 18. juli i tidsskriftet Physical Review X, åbner døren for muligheden for, at pilen er en artefakt af klassisk stilberegning - noget, der kun syntes at være tilfældet på grund af vores begrænsede værktøjer.

Et team af forskere fandt ud af, at kausal asymmetri under visse omstændigheder forsvinder inde i kvantecomputere, som beregner på en helt anden måde. I modsætning til klassiske computere, hvor information lagres i en af ​​to stater (1 eller 0), med kvantecomputere, opbevares information i subatomære partikler, der følger nogle bizarre regler, og så kan hver enkelt være i mere end én tilstand på samme tid. Og endnu mere fristende peger deres papir på vejen mod fremtidig forskning, der kunne vise, at kausal asymmetri slet ikke eksisterer i universet.

Hvordan er det?

Meget ordnede og meget tilfældige systemer er lette at forudsige. (Tænk på et pendul - bestilt - eller en gassky, der fylder et rum - forstyrret.) I dette papir kiggede forskerne på fysiske systemer, der havde et guldløgs niveau af lidelse og tilfældighed - ikke for lidt og ikke for meget. (Så noget som et udviklende vejrsystem.) Disse er meget vanskelige for computere at forstå, siger studieforfatteren Jayne Thompson, en kompleksitetsteoretiker og fysiker, der studerer kvantuminformation ved National University of Singapore. [Wacky Physics: De fedeste små partikler i naturen]

Derefter forsøgte de at finde ud af disse systemers fortid og futures ved hjælp af teoretiske kvantecomputere (ingen involverede fysiske computere). Ikke alene har disse modeller af kvantecomputere brugt mindre hukommelse end de klassiske computermodeller, sagde hun, de kunne løbe i begge retninger gennem tiden uden at bruge ekstra hukommelse. Med andre ord havde kvantemodellerne ingen kausal asymmetri.

"Selvom det er klassisk, kan det være umuligt for processen at gå i en af ​​retningerne [igennem tiden]," siger Thompson til WordsSideKick.com, "viser vores resultater, at" kvantemekanisk "processen kan gå i begge retninger ved at bruge meget lidt hukommelse."

Og hvis det er sandt indenfor en kvantecomputer, er det sandt i universet, sagde hun.

Kvantfysik er undersøgelsen af ​​de mærkelige probabilistiske opførsel af meget små partikler - alle de meget små partikler i universet. Og hvis kvantefysik er sandt for alle de stykker, der udgør universet, er det sandt for universet selv, selv om nogle af dets skovvirkninger ikke altid er indlysende for os. Så hvis en kvantecomputer kan fungere uden kausal asymmetri, så kan universet også.

Selvfølgelig ser en række bevis på, hvordan kvantecomputere en dag arbejder, ikke at være det samme som at se effekten i den virkelige verden. Men vi er stadig langt fra kvantecomputere, der er avancerede nok til at køre de slags modeller, som dette dokument beskriver, sagde de.

Desuden siger Thompson, at denne forskning ikke viser, at der ikke er nogen kausal asymmetri overalt i universet. Hun og hendes kolleger viste, at der ikke er nogen asymmetri i en håndfuld systemer. Men det er muligt, sagde hun, at der er nogle meget knoglerkvantemodeller, hvor der opstår en kausal asymmetri.

"Jeg er agnostiker på det tidspunkt," sagde hun.

For nu.

Det næste skridt for denne forskning, siger hun, er at besvare det spørgsmål - for at finde ud af, om der findes kausal asymmetri i nogen kvante modeller.

Dette papir viser ikke, at tiden ikke eksisterer, eller at vi en dag vil kunne glide baglæns gennem den.Men det ser ud til at vise, at en af ​​de vigtigste byggesten i vores forståelse af tid, årsag og virkning ikke altid virker som forskere har længe antaget - og måske slet ikke fungerer på den måde. Hvad det betyder for tidens form og for resten af ​​os, er stadig noget af et åbent spørgsmål.

Den virkelige praktiske fordel ved dette arbejde, sagde hun, er, at vejkvantumcomputere måske nemt kan køre simuleringer af ting (som vejret) i begge retninger gennem tiden uden alvorlige vanskeligheder. Det ville være en havforandring fra den nuværende klassisk-modellerende verden.

Oprindeligt udgivet den WordsSideKick.com.


Video Supplement: SCP-2718 What Happens After | Infohazard scp / knowledge scp.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com