Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Квантовая физика

Ученые из Венского политехнического университета смогли применить теорему повторения Пуанкаре к мультичастичной квантовой системе. Это удалось сделать, несмотря на то, что квантовые состояния живут по совсем другим правилам, пишет Science Daily.

В конце XIX века французский ученый Анри Пуанкаре изучал системы, которые не могут быть полностью проанализированы. Например, звездные системы или натыкающиеся друг на друга частицы газа. По его мнению, если подождать достаточно долго, то планеты обязательно сформируют прямую линию, а частицы газа после вмешательства вернутся в исходное состояние.

Аналогичная теорема может быть применена и для квантовых систем, однако в ней действуют совсем другие правила. «В квантовой физике мы должны придумать совершенно новый способ решения этой проблемы, — говорит профессор Йорг Шмидмайер из Института атомной и субатомной физики. — По очень фундаментальным причинам состояние большой квантовой системы, состоящей из многих частиц, никогда не может быть идеально измерено. Кроме того, частицы не могут рассматриваться как независимые объекты, мы должны учитывать, что они являются квантово-механически запутанными».

Ученые уже делали попытки продемонстрировать эффект «повторения Пуанкаре» в квантовых системах, но до сих пор это было возможно только при очень небольшом числе частиц, состояние которых было измерено как можно точнее. Это чрезвычайно сложно, и время, необходимое системе для возврата в исходное состояние, резко возрастает с увеличением количества частиц. Однако команда Йорга Шмидмейерса выбрала другой подход.

«Мы не очень заинтересованы в полном внутреннем состоянии системы, а скорее в отдельных ее частицах, — говорит один из авторов исследования Бернхард Рауэр. — Мы хотим понять, есть ли времена, когда эти коллективные величины возвращаются к их первоначальному значению»?

Команда изучила поведение ультрахолодного газа, состоящего из тысяч атомов, который удерживается на месте электромагнитными полями на чипе. «Существует несколько разных величин, описывающих характеристики такого квантового газа, например длины когерентности в газе и корреляционные функции между различными точками в пространстве, — говорит Себастьян Эрне, который отвечал за теоретические расчеты, необходимые для проекта. — Эти параметры говорят нам, насколько тесно связаны частицы с помощью квантовых механических эффектов. Наша повседневная интуиция не используется для решения этих величин, но для квантовых систем они имеют решающее значение».

Измеряя такие величины, которые не относятся к одиночным частицам, но характеризуют систему в целом, действительно можно было наблюдать долгожданное квантовое возвращение. «С нашим атомным чипом мы можем даже повлиять на время, когда система вернется в одно конкретное состояние, — говорит Шмидмайер. — Измеряя такой повтор, мы много узнаем о коллективной динамике атомов —например, о скорости звука в газе или о явлениях рассеяния волн плотности».

Ученые выяснили, что квантовые состояния действительно возвращаются, но концепцию повторения нужно немного переопределить. Вместо того, чтобы пытаться отобразить полное внутреннее квантовое состояние системы, которое никак не может быть измерено, имеет смысл сосредоточиться на величинах, которые можно измерить в квантовых экспериментах. Наблюдаемые величины могут отходить от их первоначального значения и в конечном итоге возвращаться в исходное состояние.

Российско-британская группа физиков разработала сверхпроводящий детектор квантовых состояний, способный засекать магнитные поля при сверхнизких температурах. Открытие приближает момент создания работающего квантового компьютера.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Гельмут Райзингер, Orange Business Services, — о промышленном интернете вещей, связи 5G и телеком-стартапах
Мнения
Геометрия помогла ученым превратить обычные клетки в стволовые
Тренды
Кейсы
Из-за глобального потепления к деревне в Гренландии приплыл огромный айсберг. Теперь ей грозит цунами
Rolls Royce представила летающее такси с вертикальным взлетом и посадкой
Тренды
НАСА показала фотографии «пауков» из темной пыли на поверхности Марса
Кейсы
На 3D-принтере напечатали рекордный по размерам предмет — крышку для топливных баков спутника
Кейсы
В ЮАР установили телескоп, с которого лучше всего видно Млечный путь. Его проектировали больше 10 лет
Кейсы
Плутон выровнялся с остальными планетами Солнечной системы. В следующий раз это произойдет в 2179 году
Кейсы
«Робот берет вас на работу»: как искусственный интеллект, блокчейн и VR подбирают персонал
Мнения
Телемедицина, роботы и умные дома: каким через 5 лет будет «оцифрованный» город в России
Тренды
Мясная революция: как перейти от веганских заменителей к клеточным технологиям и биореакторам
Идеи
AI-выборы: как искусственный интеллект и голосовые помощники сделают демократию лучше
Тренды
Идеи
Тупик для беспилотников: как мечты разработчиков разбиваются о неожиданности на дорогах
Здесь нужен InsurTech: за какими стартапами будущее страхования
Мнения
Идеи
Вирус лженауки в Google: как поисковые системы распространяют опасные мифы о прививках
«Кто-то управляет моим домом»: как жертв домашнего насилия терроризируют с помощью умных устройств
Умный дом
Паскаль Фуа, EPFL, — о ключевых точках, глубоких нейросетях и эпиполярной геометрии
Мнения
20 фильмов о кибербезопасности, взломах и цифровых преступлениях
Тренды
Ян Лекун, Facebook: «Прогностические модели мира — решающее достижение в ИИ»
Мнения
Джианкарло Суччи: «Попытка спроектировать программу без багов — утопия»
Иннополис
Game out: Как видеоигры обучают детей-аутистов держать равновесие и узнавать людей
Тренды
Прослушка, контроль камеры и предсказание смерти пользователя: самые странные патенты Facebook
Кейсы
Цес Снук, QUVA: «Мы не хотим зависеть от крупных компаний, которые владеют всеми данными»
Мнения
Дмитрий Песков, АСИ: «В России традиционно долго запрягают, и в сфере IT мы только этим и занимаемся»
Иннополис
ДНК-тесты: как генетические компании обманывают людей и разрушают семьи
Мнения
Мануэль Маццара: «Для Facebook вы не покупатель, вы — продукт»
Иннополис
Тренды
Блокчейн, искусственное мясо и «смерть» смартфонов: что будет с технологиями через 10 лет
Витторио Феррари, Google: «Чтобы машина распознала книгу о Гарри Поттере нужна сложная математическая модель»
Мнения
7 медицинских технологий, которые скоро придут в российские больницы
Идеи
Руслан Зайдуллин, основатель Doc+, — о том, что делать Минздраву и о проблемах в российской медицине
Мнения
Ричард Вдовьяк, Philips: «В будущем диагностировать заболевания будут не только врачи, но и сами пациенты»
Тренды
Шедевры за биткоины: Как криптовалюта меняет рынок искусства
Блокчейн
Почему «московий» и «оганесон» устроили раскол между физиками и химиками?
Кейсы
Тренды
Сэр Харшад Бадехиа — о бронежилетах будущего, русских математиках и металлургии
«Надежнее золота»: блокчейн в цифрах
Блокчейн
Бас Лансдорп, Mars One: «Моя жена отдала бы все, чтобы не лететь на Марс»
Полет на Марс
Как big data, блокчейн и 3D-печать сделали пищу полезнее
Мнения
Томас Циммерман, IBM, — о том, как остановить конец света, спасая планктон
Тренды
Без Siri, Алисы и «Окей, Google»: как и зачем нас подслушивают собственные телефоны
Тренды
Шрада Агарвал, Outcome Health: «Когда человек знает о своей болезни, от этого выигрывает и он, и фарма»
Мнения
Тренды
«Дорогая, я ухожу от тебя к роботу!»: заменят ли секс-андроиды реальные отношения?
7 правил для начинающих и разумных блокчейн-инвесторов
ICO
Четвертая революция: как интернет вещей изменит промышленность и нефтедобычу
Тренды
Не витайте в «облаках»: как провайдеры обманывают доверчивых клиентов
Мнения
Тренды
Когда мы начнем летать на автомобилях в городе?
Как в Россию проникают технологии: интернет-рестораны, маникюр на дому и «умное» страхование
Кейсы
Гендиректор Uber Дара Хосровшахи: «Автомобили должны ездить в трех измерениях»
Мнения
Олег Бабкин: «Системных администраторов никто не обучает, обучают только разработчиков»
Мнения
«Чтобы создать новое лекарство, нужно 10–12 лет и миллиард долларов»
Мнения