Гравитационные завитки помогают физикам теоретикам пролить свет на квантовую запутанность — Код НЛО | UFO code

Мы живем в компьютерном симуляции?  Интригующе, что суть этого вопроса может скрываться в экзотическом квантовом явлении, которое проявляется в металлах как ответ на завихрения пространственно-временной геометрии.

Гравитационные завитки помогают физикам теоретикам пролить свет на квантовую запутанность

Гравитационные завитки помогают физикам теоретикам пролить свет на квантовую запутанность

Мы живем в компьютерном симуляции? 

Интригующе, что суть этого вопроса может скрываться в экзотическом квантовом явлении, которое проявляется в металлах как ответ на завихрения пространственно-временной геометрии. 

Повторяющаяся тема в научной фантастике, наиболее известная в популярной трилогии «Матрицы», заключается в том, является ли наша физическая реальность компьютерным симулятором. Хотя это кажется довольно философской идеей, в теоретической физике у нее есть интересный поворот при применении к компьютеру моделирования сложных квантовых систем.

Как можно попытаться дать ответ на этот вопрос? В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, команда теоретиков-физиков из Оксфордского университета и Еврейского университета, возможно, нашла способ приблизиться к этому ответу.

Пытаясь решить компьютерное моделирование квантового явления, происходящего в металлах, исследователи Зоар Рингел и Дмитрий Коврижин нашли доказательство того, что такое симуляция невозможна в принципе. Точнее, они показали, насколько сложна эта симуляция, которая может быть измерена в течение нескольких часов процессора, объема памяти и счетов за электроэнергию, - увеличивается в соответствии с количеством частиц, которые нужно было бы имитировать.

Если количество вычислительных ресурсов, необходимых для квантового моделирования, медленно увеличивается (например, линейно) с количеством частиц в системе, тогда необходимо удвоить количество процессоров, память и т. Д., Чтобы иметь возможность имитировать систему дважды как большой в течение того же количества времени. Но если рост экспоненциальный или, другими словами, если для каждой дополнительной частицы нужно удвоить количество процессоров, памяти и т. Д., То эта задача станет трудноразрешимой. Обратите внимание, что даже для хранения информации о нескольких сотнях электронов на компьютере потребуется память, построенная из большего количества атомов, чем во Вселенной.

Исследователи определили конкретное физическое явление, которое не может быть захвачено никаким локальным квантовым методом: методом Монте-Карло. Это любопытный эффект, который известен уже несколько десятилетий, но его измеряли только косвенно. В области физики конденсированных сред она называется «тепловой холловской проводимостью», а в физике высоких энергий она известна как «гравитационная аномалия».

Проще говоря, тепловая холловская проводимость подразумевает генерирование энергетических токов в направлении, поперечном либо температурному градиенту, либо завихрению в лежащей в основе геометрии пространства-времени. Считается, что многие физические системы в высоких магнитных полях и при очень низких температурах проявляют этот эффект. Интересно, что такие квантовые системы десятилетиями избегали эффективных алгоритмов численного моделирования.

В своей работе теоретики показали, что для систем, проявляющих гравитационные аномалии, величины, которые участвуют в квантовых моделях Монте-Карло, приобретут отрицательный знак или станут сложными. Это разрушает эффективность подхода Монте-Карло через так называемую «проблему-знак». Поиск решения проблемы «знака» позволит сделать крупномасштабные квантовые моделирования возможными, так что доказательство того, что эта проблема не может быть решена для некоторых систем, является важной.

«Наша работа обеспечивает интригующую связь между двумя, казалось бы, не связанными темами: гравитационными аномалиями и вычислительной сложностью. Это также показывает, что тепловая холловская проводимость является подлинным квантовым эффектом: один, для которого не существует локального классического аналога », - говорит Зоар Рингель, профессор Еврейского университета, и соавтор статьи.

Эта работа также дает обнадеживающее сообщение теоретическим физикам. В обществе часто говорят, что машины заменяют людей, и в конечном итоге они займут человеческую работу. Например, в случае, если кто-то, например, создает компьютер, достаточно мощный, чтобы имитировать все свойства больших квантовых систем в мгновение ока. Очевидно, что призыв нанять теоретического физика для выполнения точно такой же работы (с накладными соображениями о служебных помещениях, деньгах путешествия, пенсии и т. Д.) Будет значительно уменьшен.

Но, если теоретические физики будут встревожены этой возможностью? С другой стороны, существует много важных и интересных квантовых систем, некоторые из которых связаны с высокотемпературной сверхпроводимостью и другие, связанные с топологическим квантовым вычислением, для которых не известны эффективные алгоритмы моделирования. С другой стороны, возможно, такие алгоритмы ждут своего открытия? Профессор Риндель и Коврижин утверждают, что, когда речь идет о физически важном подмножестве сложных квантовых данных, класс алгоритмов, столь же широкий, как алгоритмы Монте-Карло, не может перехитрить нас и вряд ли будет в ближайшем будущем.

В контексте первоначального вопроса о том, действительно ли наша воспринимаемая реальность является лишь частью расширенного чуждого эксперимента, эта работа может предоставить дополнительную уверенность некоторым из нас.

Источник

Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Зачем прилетают НЛО?

Считается, что впервые загадочные объекты в воздухе, ныне всем известные НЛО, были достоверно зарегистрированы в годы Второй мировой войны. 14 октября 1943 года во время бомбежки немецкого города

Похищаемые и их свидетельские показания

Я понимаю, что интеграция пришельцев в человеческое общество звучит смешно. Идея, что чужеродно/человеческие гибриды живут на Земле, по природе нелепа. Моим любимым вопросом во время интервью был

Авторизация

Поделиться ...