В нашем привычном мире время неумолимо движется вперед. Разбитую чашку не собрать, сказанное слово не вернуть. Но в причудливом и парадоксальном квантовом мире, похоже, действуют другие правила.
Здесь возможны такие феномены, как суперпозиция (когда частица существует в двух состояниях сразу), квантовая запутанность (когда частицы связаны невидимой нитью, независимо от расстояния) и даже телепортация информации.
Теперь международная группа исследователей из Австрийской академии наук (ÖAW) и Венского университета заявляет о том, что к этому списку можно добавить и управление временем.
В серии статей, опубликованных в авторитетных научных журналах, физики под руководством Мигеля Наваскуэса и Филипа Вальтера описывают возможность ускорять, замедлять и даже обращать вспять течение времени в квантовой системе.
Не машина времени, а «квантовый пульт»
Чтобы объяснить суть открытия, Наваскуэс приводит яркую аналогию. Мир классической физики похож на просмотр фильма в кинотеатре: события разворачиваются строго от начала к концу, и зритель не может на это повлиять.
Но квантовый мир — это как просмотр фильма дома с пультом дистанционного управления в руках. Вы можете перемотать к предыдущей сцене или промотать несколько сцен вперед.
Ученым удалось реализовать эту идею на практике, манипулируя состоянием единственного фотона (частицы света), пропуская его через специальный кристалл.
С помощью экспериментального устройства под названием «квантовый переключатель», они заставили фотон вернуться в свое исходное состояние до того, как он начал свое путешествие.
Это не путешествие на Делореане в эпоху динозавров, а скорее «перевод стрелок» времени для отдельной частицы, или, как назвали это сами исследователи еще в 2020 году, — «временной перевод».
Самое удивительное, что этот процесс не требует полного понимания всех промежуточных этапов эволюции системы. Обычно, чтобы «отмотать» что-то назад, нужно знать всю его историю. Но в квантовой механике сам факт наблюдения за системой меняет её. Новый же метод позволяет обойти это ограничение, действуя вслепую.
Как «обокрасть» время?
Но что насчет движения вперед? И здесь у ученых есть ответ. Наваскуэс описывает это как перераспределение времени между несколькими системами.
«Чтобы состарить одну систему на 10 лет за один год, вам нужно взять эти девять недостающих лет откуда-то. Представьте годовой эксперимент с десятью системами. Вы можете "украсть" по одному году у первых девяти систем и передать их все десятой. По окончании года десятая система постареет на десять лет, а остальные девять останутся точно в таком же состоянии, как и в начале эксперимента» Это звучит как сюжет для фантастического романа, но математика и квантовая механика подтверждают — такое возможно, по крайней мере, для отдельных частиц.
Почему мы еще не стираем свои ошибки?
К сожалению, не стоит ждать появления машины времени для людей в ближайшем будущем. Ученые сразу предупреждают: масштабирование этой технологии на макроскопические объекты, а тем более на человека, — задача невообразимой сложности.
Человеческое тело — это не один фотон. Это невероятно сложная структура, состоящая из триллионов атомов и квантовых состояний. Исследователи подсчитали, что попытка «омолодить» человека всего на одну секунду потребовала бы от системы миллионов лет непрерывной работы. Так что путешествия в эпоху динозавров пока остаются в ведении Голливуда.
Так зачем это нужно?
Главная цель этой работы — не временные парадоксы, а практическое применение в самой многообещающей технологии будущего — квантовых вычислениях.
Квантовые компьютеры невероятно мощны, но и невероятно хрупки. Их главная проблема — квантовая декогеренция, то есть потеря информации из-за малейшего взаимодействия с внешней средой. Это и есть те самые «ошибки», которые сводят на нет все вычисления.
Новое открытие предлагает принципиально новый инструмент для борьбы с этим. Представьте себе квантовый процессор, который может по собственному желанию «отматывать время» назад для своих кубитов (квантовых битов), стирая последствия ошибки и возвращая систему к состоянию до того, как сбой произошел. Это могло бы кардинально повысить стабильность и мощность квантовых компьютеров.
Что это меняет?
Это открытие фундаментально меняет наш взгляд на время. Оно перестает быть абсолютной и неизменной линейной величиной. На самом фундаментальном уровне мироздания его течение может быть гибким, управляемым и обратимым.
Хотя мы не сможем использовать это, чтобы переиграть неудачное собеседование или избежать опоздания на автобус, эта работа открывает двери в совершенно новую эру технологий.
Она приближает нас к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров, которые, в свою очередь, смогут решать задачи, неподвластные сегодняшним суперкомпьютерам: от создания новых материалов и лекарств до взлома шифров и моделирования климата.
Квантовый мир снова доказывает, что он полон чудес, которые бросают вызов нашему повседневному опыту. И кто знает, возможно, способность стирать ошибки на квантовом уровне — это первый шаг к пониманию того, можно ли когда-нибудь обернуть вспять и ход времени в нашем собственном, макроскопическом мире. #время
Игры Разума
:Аномалия Полтергейстовна
Ученые обнаружили способ обращать время вспять. Возможно, теперь ошибки можно будет стирать.
#времяЗдесь возможны такие феномены, как суперпозиция (когда частица существует в двух состояниях сразу), квантовая запутанность (когда частицы связаны невидимой нитью, независимо от расстояния) и даже телепортация информации.
Теперь международная группа исследователей из Австрийской академии наук (ÖAW) и Венского университета заявляет о том, что к этому списку можно добавить и управление временем.
В серии статей, опубликованных в авторитетных научных журналах, физики под руководством Мигеля Наваскуэса и Филипа Вальтера описывают возможность ускорять, замедлять и даже обращать вспять течение времени в квантовой системе.
Не машина времени, а «квантовый пульт»
Чтобы объяснить суть открытия, Наваскуэс приводит яркую аналогию. Мир классической физики похож на просмотр фильма в кинотеатре: события разворачиваются строго от начала к концу, и зритель не может на это повлиять.
Но квантовый мир — это как просмотр фильма дома с пультом дистанционного управления в руках. Вы можете перемотать к предыдущей сцене или промотать несколько сцен вперед.
Ученым удалось реализовать эту идею на практике, манипулируя состоянием единственного фотона (частицы света), пропуская его через специальный кристалл.
С помощью экспериментального устройства под названием «квантовый переключатель», они заставили фотон вернуться в свое исходное состояние до того, как он начал свое путешествие.
Это не путешествие на Делореане в эпоху динозавров, а скорее «перевод стрелок» времени для отдельной частицы, или, как назвали это сами исследователи еще в 2020 году, — «временной перевод».
Самое удивительное, что этот процесс не требует полного понимания всех промежуточных этапов эволюции системы. Обычно, чтобы «отмотать» что-то назад, нужно знать всю его историю. Но в квантовой механике сам факт наблюдения за системой меняет её. Новый же метод позволяет обойти это ограничение, действуя вслепую.
Как «обокрасть» время?
Но что насчет движения вперед? И здесь у ученых есть ответ. Наваскуэс описывает это как перераспределение времени между несколькими системами.
«Чтобы состарить одну систему на 10 лет за один год, вам нужно взять эти девять недостающих лет откуда-то. Представьте годовой эксперимент с десятью системами. Вы можете "украсть" по одному году у первых девяти систем и передать их все десятой. По окончании года десятая система постареет на десять лет, а остальные девять останутся точно в таком же состоянии, как и в начале эксперимента»
Это звучит как сюжет для фантастического романа, но математика и квантовая механика подтверждают — такое возможно, по крайней мере, для отдельных частиц.
Почему мы еще не стираем свои ошибки?
К сожалению, не стоит ждать появления машины времени для людей в ближайшем будущем. Ученые сразу предупреждают: масштабирование этой технологии на макроскопические объекты, а тем более на человека, — задача невообразимой сложности.
Человеческое тело — это не один фотон. Это невероятно сложная структура, состоящая из триллионов атомов и квантовых состояний. Исследователи подсчитали, что попытка «омолодить» человека всего на одну секунду потребовала бы от системы миллионов лет непрерывной работы. Так что путешествия в эпоху динозавров пока остаются в ведении Голливуда.
Так зачем это нужно?
Главная цель этой работы — не временные парадоксы, а практическое применение в самой многообещающей технологии будущего — квантовых вычислениях.
Квантовые компьютеры невероятно мощны, но и невероятно хрупки. Их главная проблема — квантовая декогеренция, то есть потеря информации из-за малейшего взаимодействия с внешней средой. Это и есть те самые «ошибки», которые сводят на нет все вычисления.
Новое открытие предлагает принципиально новый инструмент для борьбы с этим. Представьте себе квантовый процессор, который может по собственному желанию «отматывать время» назад для своих кубитов (квантовых битов), стирая последствия ошибки и возвращая систему к состоянию до того, как сбой произошел. Это могло бы кардинально повысить стабильность и мощность квантовых компьютеров.
Что это меняет?
Это открытие фундаментально меняет наш взгляд на время. Оно перестает быть абсолютной и неизменной линейной величиной. На самом фундаментальном уровне мироздания его течение может быть гибким, управляемым и обратимым.
Хотя мы не сможем использовать это, чтобы переиграть неудачное собеседование или избежать опоздания на автобус, эта работа открывает двери в совершенно новую эру технологий.
Она приближает нас к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров, которые, в свою очередь, смогут решать задачи, неподвластные сегодняшним суперкомпьютерам: от создания новых материалов и лекарств до взлома шифров и моделирования климата.
Квантовый мир снова доказывает, что он полон чудес, которые бросают вызов нашему повседневному опыту. И кто знает, возможно, способность стирать ошибки на квантовом уровне — это первый шаг к пониманию того, можно ли когда-нибудь обернуть вспять и ход времени в нашем собственном, макроскопическом мире.
#время