量子計算機將改變時間向前流動方向-SAKAI BBS 社區
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量子計算機將改變時間向前流動方向

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    2015-1-3 10:48
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    [LV.2]偶爾看看I

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    發表於 2018-8-1 19:23:01 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
    一項全新的量子計較技術或將完全改變宇宙中的時候活動模子。長時候以來,我們一向以為時候只朝一個偏向活動,幾近不會出現反向活動的情況。在平常生活中,情況簡直如此,就像周二事後是周三,2018年以後是2019年,年輕人會釀成老年人。在典範計較機範疇也是如此。是以筆記本電腦上的軟件更輕易猜測某個復雜系統在未來的成長走向,但猜測系統曩昔的活動則要困難很多。宇宙有一種被理論學家叫做“因果差池稱性”的特徵。按照該特徵,沿著時候的某一偏向進步,會比另一偏向需要更多的信息和更復雜的運算。

    而這一特徵在現實生活中也有一定影響。氣象學家可以操縱明天的天氣雷達數據,較為切確地猜測接下來五天內的降雨幾率。但要讓他們用同一數據猜測曩昔五天內能否下過雨,應戰性就高很多了,需要多很多的數據、以及強大很多的計較機。

    長時候以來,信息理論學家一向思疑因果差池稱性也許是宇宙的一項根基特征。早在1927年,物理學家亞瑟€€愛丁頓就指出,正是這類差池稱性決議了我們只能沿時候向前、而不能發展。假如把宇宙想成一台龐大的、不竭進交運算的計較機,那末向前(先有因,再有果)總是要輕易一些,需要的資本也更少,而向後(先有果,再有因)則要困難一些。這就是所謂“時候箭頭”的概念。

    但前未幾頒發的一篇新論文指出,時候箭頭能夠是典範計較技術決心培養的產物。它之所以顯現出這類紀律,也許僅僅是由於我們工具有限而已。

    一組研討職員發現,在特定情況下,量子計較機中的因果差池稱性居然會消失,是以量子計較性可以以全然分歧的方式進交運算。典範計較機的信息只要兩種貯存狀態(非0即1),但量子計較機則否則,信息存儲在亞原子粒子中。這些粒子有著怪異的運轉法則,可以同時處于多種狀態。更吸引人的是,這篇論文還指出,未來能夠會有研討證實宇宙中實在並不存在因果差池稱性現象。

    怎樣會這樣呢?

    很是有序、或很是隨機的系統都很輕易猜測。(比如擺錘是一個有序系統,佈滿房間的氣體雲是無序系統。)在這篇論文中,研討職員對介于兩者之間的系統停止了分析€€€€既非整潔齊截,又非混亂無章。(比如正在成型中的天氣系統。)該研討的配合作者、新加坡國立大學研討量子信息的復雜度理論學家與物理學家簡€€湯普森(Jayne Thompson)指出,對于計較機來說,這類系統很是難以瞭解。

    接著,他們試圖借助理論量子計較機(未用到實體計較機)猜測出這些系統的曩昔與未來。與典範計較機相比,這些量子計較機模子不但佔用內存更少,而且無需佔用更多內存、即可實現時序上的雙向運轉。換句話說,這些量子模子中並不存在因果差池稱性。“典範計較機也許沒法倒序運轉,”湯普森暗示,“但我們的研討成果顯現,從‘量子力學’的角度來看,這類運算進程不管朝哪個偏向都能運轉,而且利用的內存很是少。”

    湯普森還指出,假如量子計較機具有這一特徵,那末全部宇宙也該當如此。量子物理研討的是宇宙中一切微型粒子的奇異幾率行為。既然宇宙是由這些微型粒子組成的,假如它們均合適當子物理紀律,那末宇宙自己也該當合適,盡管有些更奇異的結果能夠難以發覺。是以,假如量子計較機無需因果差池稱性即可運轉,那末宇宙也該當如此。固然,觀察到這些證據並不同等于在現實天下中就能觀察到響應的結果。但我們還要走很長一段路,才能研制出充足先輩、可以真正運轉論文中描寫的這些模子的量子計較機。

    湯普森還指出,此次研討並未證實宇宙中完全不存在因果差池稱性。盡管她和同事們的研討成果顯現,很多系統中都不存在這一特徵。但她也暗示,有些很是根本的量子模子中能夠會存在部分因果差池稱性。“我對此仍持觀望態度。”湯普森說道。但也只是今朝而已。

    湯普森暗示,他們研討的下一步即是要弄清能否有量子模子存在因果差池稱性。此次頒發的論文並不意味著時候不存在,也不意味著我們未來能實現時光倒流。但該研討顯現,在我們對時候和因果的瞭解中,有一塊關鍵的組成部分並不像科學家長時候以來深信的那樣,甚至能夠截然相反。但這一發現對時候的形狀和我們的平常生活究竟有何影響,今朝還是個未知數。

    湯普森指出,此次研討的現實感化在于,它證實了未來的量子計較機可以輕松模擬曩昔和未來的狀態(比如天氣)。對今朝的典範計較機模子而言,這勢必激發滔天劇變。
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