New research casts doubt on idea that a quantum jump is instant and unpredictable.
Schrödinger’s cat might not only be dead or alive, but also brought back from the brink, according to scientists who said they have discovered a warning sign for quantum transitions once thought to be instantaneous and unpredictable.
The upshot is that the fate of Schrödinger’s cat can not only be predicted shortly in advance but even reversed once under way, the scientists said.
...Crucially, based on the quantum jump theory proposed by Danish physicist Niels Bohr, it was thought the fate of the cat was both unpredictable and instantaneous upon peeking inside the box.
But now, scientists writing in the Nature journal believe the jump is not instantaneous, just very fast, and that it is actually more of a glide than a jump. What’s more, there are telltale signs that a quantum jump is about to occur, even if in a broader sense it remains unpredictable...
...While quantum jumps appear discrete and random in the long run, reversing a quantum jump means the evolution of the quantum state possesses, in part, a deterministic and not random character; the jump always occurs in the same, predictable manner from its random starting point.
“Quantum jumps of an atom are somewhat analogous to the eruption of a volcano,” Dr. Minev said.
“They are completely unpredictable in the long term. Nonetheless, with the correct monitoring we can with certainty detect an advance warning of an imminent disaster and act on it before it has occurred...”
...Although a lot of research is going into detecting and correcting such errors, Minev said the new study raised another possibility, suggesting it might be possible to spot when errors are about to arise and thereby prevent them.
Ниже есть продолжение.
...Опуская все умозаключения Шрёдингера...отметим, что речь идёт о состоянии, когда запертый в «лабораторных условиях» кот либо жив, либо мёртв – при условии наблюдения за ним и связи его "состояния" с состоянием атомного ядра. При суперпозиции он может оказаться «и живым, и мёртвым одновременно». Суть в том, что и ядро атома должно являться либо распавшимся, либо нераспавшимся – системе в случае стороннего наблюдения «приходится выбирать» одно из состояний, без их смешения. В итоге сам «кот Шрёдингера» стал символом проблемы квантовой суперпозиции.https://www.theguardian.com/science/2019/jun/03/feline-fine-fate-of-schrodingers-cat-can-be-reversed-study
И вот – в Йельском университете заявили, что могут предсказать скачки «кота Шрёдингера».
В журнале Nature опубликована статья, в которой говорится, что открытие позволяет учёным установить систему раннего предупреждения о неизбежных скачках искусственно созданных атомов, содержащих квантовую информацию.
Автором эксперимента является исследователь Златко Минев. Он заявил об открытии того, что противоречит выводам физика Нильса Бора: скачки атомных состояний не могут быть случайными.
Из статьи:
При разработке квантовых компьютеров исследователи должны иметь дело со скачками кубитов, которые являются проявлением ошибок в расчётах.
Минев говорит о том, что исследования ведутся в направлении того, чтобы изучить «предварительный сигнал о том, что скачок через мгновение произойдёт» - и «кот Шрёдингера будет спасён». Если этот сигнал тоже будет изучен, то это, как заявлено, обещает стать гигантским прорывом в изучении квантовых состояний.
Из статьи:
Йельская команда использовала особый подход для косвенного мониторинга искусственного атома, когда три микроволновых генератора излучают атом, заключенный в трёхмерную полость из алюминия. Двойной косвенный метод контроля, разработанный учёными для сверхпроводящих цепей, позволяет наблюдать атом с беспрецедентной эффективностью.
https://gizmodo.com/scientists-save-schrodingers-cat-1835208353
https://phys.org/news/2019-06-physicists-schrodinger-cat.html
http://www.sci-news.com/physics/quantum-jumps-07249.html
https://topwar.ru/158673-uchenye-zajavili-o-sposobe-spasenija-kota-shredingera.html
החתול של שרדינגר
זהו הניסוי מחשבתי הבא: מניחים חתול בתיבה אטומה. בתוך התיבה נמצא מתקן ובו אטום בודד של חומר רדיואקטיבי, שיש לו הסתברות של 50% להתפרק ולשחרר חלקיק במהלך הניסוי. בתיבה נמצא גלאי חלקיקים המחובר לכמוסת-רעל חשמלית, ובמקרה שהאטום מתפרק - מפעיל הגלאי את הכמוסה שממיתה את החתול. אם האטום לא מתפרק עד לפתיחת התיבה, יישאר החתול בחיים. בתום הזמן הקצוב לניסוי פותחים את התיבה, ואז יודעים אם החתול חי או מת.
אבל השאלה היא - מה מצבו של החתול שניה לפני פתיחת התיבה? לפי פרשנות קופנהגן החלקיק שבתיבה גם התפרק (50%) וגם לא התפרק (50%), ואז לכאורה מצבו של החתול הוא "לא חי ולא מת, אלא חצי מזה וחצי מזה"; החתול בסופרפוזיציה של "חי" ו"מת". זה כמובן אבסורד, וזו מטרת הניסוי המחשבתי של שרדינגר: להראות שפרשנות קופנהגן מביאה למסקנות שהדעת לא יכולה לקבל.
על אף המידע הניסויי הרב שהצטבר במאה השנים האחרונות המצדיק את התיאור לעיל, במאמר שפורסם השבוע בכתב העת Nature, צוות פיזיקאים כתב, שלדעתם, תיאור זה של הקפיצה הקוונטית של החלקיקים - אינו מדויק. לדבריהם, הקפיצה אינה בדיוק קפיצה, אלא מעין 'גלישה'; יש לה סימנים מקדימים, גם אם היא עצמה אינה צפויה בכל פרטיה; ויותר מזה: ניתן להפוך אותה תוך כדי התרחשותה.
אם דבריהם נכונים, הרי ברגע פתיחת הקופסא - עדיין ניתן להציל את החתול של שרדינגר, גם אם האטום 'החליט' להתפרק ולשחרר חלקיק.
No comments:
Post a Comment