Ученые впервые зафиксировали влияние «эффекта бабочки» на квантовом уровне и проследили за развитием хаоса во времени.

Китайские физики впервые провели эксперимент, в ходе которого зафиксировали, как хаотическое поведение стремительно усиливается в квантовой системе при попытке обратить её развитие во времени.

Ученые исследовали феномен, известный как «квантовый эффект бабочки», когда незначительные погрешности или колебания в исходных параметрах квантовой системы вызывают значительное увеличение хаотичности и препятствуют точному восстановлению первоначального состояния. В качестве инструмента использовался твердотельный ядерный магнитный резонанс (ЯМР), позволяющий управлять спинами атомных ядер посредством воздействия магнитных полей и радиочастотных импульсов.

В процессе эксперимента исследователи зафиксировали, как сведения о первоначальном состоянии распространяются по системе благодаря квантовой запутанности, после чего предприняли попытку восстановить первоначальное состояние. Даже при использовании точных уравнений квантовой механики незначительные неточности вызывали стремительное увеличение хаоса – этот эффект был описан с помощью специального коррелятора (OTOC).

Новая теоретическая модель, основанная на «скрэмблонах» — коллективных возбуждениях, которые определяют распространение информации в системе, была использована для анализа данных. Благодаря этому удалось исправить экспериментальные погрешности и впервые получить явные доказательства экспоненциального увеличения хаоса при обратимости времени.

Не пропустите:  Илон Маск: выдающиеся хирурги не растут на деревьях, но вскоре их будут выпускать на фабриках. И они будут доступны каждому

Полученные данные имеют значение для прогресса в области квантовых симуляций и вычислений, поскольку поддержание порядка и минимизация ошибок в этих процессах имеет решающее значение. Исследование также предоставляет дополнительные перспективы для изучения базовых характеристик квантовой природы.

Похожие статьи