Фізики навчилися передбачати майбутнє за допомогою квантових технологій

Група австралійських і сінгапурських фізиків розробила методику, що дозволяє передбачити поведінку складної хаотичної системи в майбутньому. Про це повідомило Nature Communications.

За словами Джейн Томпсон з Національного університету Сінгапуру, вчені звернули увагу, що частка, що мандрує з точки А в точку Б не завжди слід по одному шляху. У одночасному порядку вона слідує всім можливим траєкторіях. Цим аспектом і скористалися розробники.

Лінійний підхід не в змозі достовірно описати багато явищ сучасного світу. Прикладом тому - непередбачувані турбулентні потоки, курс акцій. Для подібних феноменів не підійдуть класичні закономірності і рівняння, так як вони мають хаотичними особливостями.

Найбільш яскравим прикладом може служити так званий «ефект метелика». Автор поняття - метеоролог Едвард Едвард - в 1961 році досліджував можливості передбачення погоди на довгі часи вперед. Вони зауважив, що найменші зміни початкових даних кардинальним чином змінюють кінцевий результат, що сіє непередбачуваність в системі.

Як відзначав Лоренц, таким чином помах крильця комахи може змінити погоду в іншому регіоні планети. Ці спостереження стали початком математичної теорії хаосу.

«Число можливих варіантів розвитку подій навіть в таких системах зростає експоненціально. Наприклад, уявіть собі, що вам потрібно робити два випадкових вибору кожну хвилину. Менше ніж через півгодини у вас буде більше 14 мільйонів різних варіантів майбутнього, а через добу їх число перевищить кількість атомів у Всесвіті», - цитує журнал Майкла Гу, колегу Томпсон

Вчені згадали про суперпозиції єдиного в світі квантового звіра - кота Шредінгера. Він, варто нагадати, одночасно примудрився стати і живим, і мертвим в закритій коробці.

В рамках проекту було створено набір лазерів, призм, дзеркал, розщеплювачів променів і інших світових пристроїв, через які фотони «заплутувалися» між собою. Установка також була в стані «запам'ятовувати» колишні кроки прорахунку і минулий вигляд системи, не витрачаючи практично пам'яті.

Фізики перевірили роботу технології на поведінці підкинуту всередині непрозорої коробки монетки. Не завжди ймовірність того чи іншого результату становила 50%. Імовірність виражалася тим, який із заплутаних фотонів першим виявиться в світлочутливої матриці.

За результатами досліджень, система здатна прорахувати різноманітні варіації подій і порівняти їх між собою.

Автори проекту підкреслили, що масштабні версії такого квантового пророка можуть прорахувати шістнадцять різних варіантів майбутнього. Вони можуть допомогти побороти автомобільні пробки та інші проблеми людства.