양자 컴퓨팅을위한 새로운 기술은 우주에서 시간이 어떻게 움직이는 지에 대한 전체 모델을 열 수 있습니다.
여기에 오랜 사실이있었습니다 : 시간은 한 방향으로 작동합니다. 다른 방향? 별로.
그것은 인생에서 사실입니다. (화요일은 2018 년 수요일, 2019 년, 청소년은 나이가 들어갑니다.) 클래식 컴퓨터에서도 마찬가지입니다. 그게 무슨 뜻이야? 랩톱에서 실행되는 약간의 소프트웨어가 복잡한 시스템이 과거를 다시 만드는 것보다 앞으로 어떻게 이동하고 개발할 것인지를 예측하는 것이 훨씬 쉽습니다. 이론가들이 인과 적 비대칭이라고 부르는 우주의 속성은 다른 방향으로 이동하는 것보다 한 방향으로 이동하려면 훨씬 더 많은 정보와 훨씬 더 복잡한 계산이 필요합니다. (실제로 말하면 시간이 지날수록 쉬워집니다.)
이것은 실제 결과를 초래합니다. 기상 학자들은 오늘날의 기상 레이더 데이터를 기반으로 5 일 후에 비가 올지 여부를 예측하는 데 상당히 합리적 일 수 있습니다. 그러나 같은 기상 학자에게 오늘의 레이더 이미지를 사용하여 5 일 전에 비가 내 렸는지 알아 내도록 요청 하시겠습니까? 훨씬 더 많은 데이터와 더 큰 컴퓨터가 필요한 훨씬 어려운 작업입니다.
정보 이론가들은 인과 비대칭이 우주의 기본 특징 일 수 있다고 오랫동안 의심했습니다. 물리학자인 아서에 딩턴 (Arthur Eddington)은 1927 년 전까지 만해도이 비대칭 성은 우리가 단지 시간을지나 앞으로 나아가고 결코 뒤로 나아 가지 않는 이유라고 주장했다. 우주를 시간이 지남에 따라 지속적으로 계산하는 거대한 컴퓨터로 우주를 이해한다면, 자원이 덜 덜어지기 때문에, 물건이 뒤로 흐르기 (원인, 그 다음에) 뒤로 (효과, 원인)보다 쉬워집니다. 이 아이디어를 "시간의 화살표"라고합니다.
그러나 Physical Review X 저널에 7 월 18 일에 출판 된 새로운 논문은 그 화살표가 고전적인 스타일의 계산의 인공물 일 가능성에 대한 문을 열어줍니다. 우리의 도구가 한정되어 있기 때문에 우리에게만 나타나는 것입니다.
연구팀은 특정 상황에서 양자 컴퓨터 내에서 인과 비대칭이 사라지고 완전히 다른 방식으로 계산된다는 사실을 발견했다. 정보가 두 상태 중 하나 (1 또는 0)에 저장된 고전 컴퓨터와 달리 양자 컴퓨터를 사용하면 정보가 저장된다 기괴한 규칙을 따르는 아 원자 입자에서 각각 하나 이상의 상태에있을 수 있습니다. 더 흥미롭게도, 그들의 논문은 인과 비대칭을 보여줄 수있는 미래의 연구를 향한 길은 실제로 우주에는 전혀 존재하지 않는다고 지적합니다.
어떻게한다는거야?
매우 질서적이고 매우 무작위적인 시스템은 예측하기 쉽습니다. (진자를 생각하거나 방을 채우는 가스 구름을 생각해보십시오.)이 논문에서 연구자들은 골디 락 수준의 장애와 무작위성을 갖는 물리적 시스템을 너무 작지 않고 너무 많이 보지 않는 것을 보았습니다. 연구자들은 싱가포르 국립 대학교 (National University of Singapore)에서 양자 정보를 연구하는 복잡한 이론가이자 물리학자인 제이슨 톰슨 (Jayne Thompson)은 컴퓨터가 이해하기가 매우 어렵다고 말했다.
다음으로 이론적 인 양자 컴퓨터 (물리적 컴퓨터는 포함되지 않음)를 사용하여 해당 시스템의 과거와 미래를 파악하려고했습니다. 이 양자 컴퓨터 모델은 기존 컴퓨터 모델보다 적은 메모리를 사용했을뿐만 아니라 여분의 메모리를 사용하지 않고도 시간에 따라 어느 방향 으로든 실행할 수있었습니다. 다시 말해, 양자 모델은 인과 관계 비대칭 성이 없습니다.
톰슨은 "전통적으로 프로세스가 방향 중 하나를 진행하는 것이 불가능할 수도있다"면서 "우리의 결과는 '기계적으로 양자'프로세스가 메모리를 거의 사용하지 않고 어느 방향 으로든 갈 수 있다는 것을 보여준다"고 Live Science는 밝혔다.
그리고 만약 그것이 양자 컴퓨터 안에서 사실이라면, 그것은 우주에서도 마찬가지라고 그녀는 말했습니다.
양자 물리학은 우주에서 매우 작은 입자 인 매우 작은 입자의 이상한 확률 론적 행동에 대한 연구입니다. 그리고 양자 물리가 우주를 구성하는 모든 조각에 대해 사실이라면, 그 이상한 효과 중 일부가 우리에게 항상 분명하지는 않지만 우주 자체에도 해당됩니다. 따라서 양자 컴퓨터가 인과 비대칭없이 작동 할 수 있다면 우주도 마찬가지입니다.
물론, 양자 컴퓨터가 어떻게 작동 할 것인지에 대한 일련의 증거를 보는 것은 실제 세계에 미치는 영향을 보는 것과 다릅니다. 그러나 우리는 여전히이 논문에서 설명하는 종류의 모델을 실행할 수있을 정도로 고급 양자 컴퓨터에서 멀리 떨어져 있다고 그들은 말했다.
게다가이 연구는 우주 어디에서도 인과 비대칭이 없다는 것을 증명하지는 못한다고 Thompson은 말했다. 그녀와 동료들은 소수의 시스템에는 비대칭 성이 없다는 것을 보여주었습니다. 그러나 그녀는 인과 비대칭이 나타나는 매우 베어 본 양자 모델이있을 수 있다고 말했다.
"나는 그 시점에서 불가지론 적이다"고 말했다.
지금은
그녀는이 연구의 다음 단계는이 질문에 답하는 것이며, 양자 모델에 인과 비대칭이 존재하는지 알아내는 것이라고 말했다.
이 백서는 시간이 존재하지 않거나 언젠가는 시간을 거슬러 올라갈 수 있음을 증명하지 않습니다. 그러나 시간, 원인 및 결과에 대한 우리의 이해의 핵심 구성 요소 중 하나가 과학자들이 오랫동안 가정했던 방식으로 항상 작동하는 것은 아니며 전혀 그렇게 작동하지 않을 수도 있음을 보여줍니다. 그것이 시간의 형태와 나머지 사람들에게 의미하는 바는 여전히 미심쩍은 질문입니다.
그녀는이 작업의 실질적인 이점은 도로 양자 컴퓨터가 심각한 어려움없이 시간과 방향에 따라 날씨와 같은 사물의 시뮬레이션을 쉽게 실행할 수 있다는 것입니다. 그것은 현재의 고전 모델링 세계에서 바다가 바뀔 것입니다.
