دانشمندان با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی به منظور شبیه‌سازی سفر در زمان کوانتومی نشان داده‌اند که در قلمرو کوانتومی، اثر پروانه‌ای وجود ندارد. در این پژوهش، اطلاعات یا همان کیوبیت‌ها (بیت‌های کوانتومی)، به گذشته‌ی شبیه‌سازی شده، سفر می‌کنند و به شکل شگفت‌انگیزی، زمانی که تمام آن‌ها به زمان حاضر برمی‌گردند، تغییر زیادی نکرده‌اند؛ گویی واقعیت، خود را بهبود می‌بخشد! با دیپ لوک همراه باشید…
نیکولایی سینیتسین (Nikolai Sinitsyn) که یک فیزیکدان نظری در آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس و نویسنده‌ی دوم مقاله این پژوهش است، می‌گوید:
برای شبیه‌سازی تکامل در جهت معکوس زمان یا شبیه‌سازی یک فرایند در جهت معکوس به سمت گذشته بر روی یک کامپیوتر کوانتومی، مشکلی وجود ندارد. پس در حقیقت ما می‌توانیم ببینیم در یک سیستم پیچیده کوانتومی چه اتفاقی می‌افتد، اگر در زمان، به گذشته سفر کنیم و یک نقص کوچک بوجود بیاوریم و به زمان حال برگردیم. ما دریافتیم که دنیای ما تغییر نمی‌کند، که به معنای عدم وجود اثر پروانه‌ای در مکانیک کوانتومی است.
در یکی از داستان‌های علمی تخیلی ری بردبری (Ray Bradbury) در سال ۱۹۵۲ با نام آوای تندر (A Sound of Thunder)، یکی از شخصیت‌های داستان، از یک ماشین زمان برای سفر به گذشته‌ی دور استفاده کرده و در آنجا یک پروانه را له می‌کند. بعد از بازگشت به زمان حال، دنیای متفاوتی را مشاهده می‌کند. این داستان معمولا با عبارت اثر پروانه‌ای نیز شناخته می‌شود که به حساسیت بسیار زیاد یک سیستم پیچیده و پویا به شرایط اولیه‌ی خود اشاره دارد. در چنین سیستمی، عامل‌های ابتدایی و کوچک، تاثیر بسیار زیادی روی تکامل و روند کل سیستم می‌گذارند.
در عوض، نیکولایی و همکاراش یان (Yan) متوجه شدند که شبیه‌سازی یک بازگشت به گذشته به منظور ایجاد یک نقص محلی کوچک در سیستم کوانتومی، تنها به خسارت کوچک و ناچیزی در زمان حاضر منجر می‌شود.
این اثر، کاربردهای بالقوه‌ای در سخت‌افزار پنهان‌کننده‌ی اطلاعات و دستگاه‌های آزمایش اطلاعات کوانتومی دارد. اطلاعات می‌توانند توسط یک کامپیوتر و از طریق تبدیل حالت اولیه به یک حالت بشدت درهم‌تنیده پنهان شوند. یان می‌گوید:
ما متوجه شدیم که حتی اگر یک خرابکار، اندازه‌گیری‌های تخریب‌گرحالت انجام دهد، ما همچنان به راحتی می‌توانیم اطلاعات مفید را بازگردانیم، چرا که این تخریب، با فرایند رمزگشایی بزرگ‌تر نمی‌شود. این نتیجه باعث توجیه بحث‌هایی در رابطه با ایجاد سخت‌افزار کوانتومی با هدف پنهان کردن اطلاعات می‌شود.
این یافته‌ی جدید می‌تواند برای بررسی اینکه آیا یک پردازنده‌ی کوانتومی در حقیقت نیز با اصول کوانتومی کار می‌کند یا خیر استفاده شود. از آنجایی که عدم وجود اثر پروانه‌ای، صرفا کوانتومی است، اگر یک پردازنده، سیستم یان و نیکولایی را اجرا کند و این اثررا نشان دهد، پس باید یک پردازنده‌ی کوانتومی باشد.
یان و نیکولایی برای بررسی اثر پروانه‌ای در سیستم‌های کوانتومی، از نظریه و شبیه‌سازی‌هایی با پردازنده‌ی کوانتومی IBM-Q استفاده کردند تا چگونگی تحول یک سیستم پیچیده از یک مدار و از طریق کاربرد گیت‌های کوانتومی با علت و معلولِ به جلو وعقب را نشان دهند.
در این آزمایش، آلیس (شخصیت محبوب و همیشگی آزمایش‌های فکری کوانتومی) یکی از کیوبیت‌هایش را در زمان حال آماده کرده و آن را از طریق کامپیوتر کوانتومی و در جهت معکوس زمانی اجرا می‌کند. در گذشته‌ی دور، یک متجاوز (باب)، کیوبیت آلیس را اندازه‌گیری می‌کند. اینکار باعث مختل شدن کیوبیت و نابودی تمام همبستگی‌های کوانتومی‌اش با بقیه جهان می‌شود. سپس سیستم به زمان حاضر باز می‌گردد. با توجه به داستان بردبری، خسارت کوچک باب روی حالت سیستم و همبستگی‌های آن در گذشته، باید به سرعت در طول تحول پیچیده‌ی سیستم در جهت رو به‌جلوی زمانی، بزرگ‌تر شود. در نتیجه آلیس نباید بتواند اطلاعات را بازیابی کند.
اما این اتفاق رخ نداد! یان و نیکولایی متوجه شدند که اکثر اطلاعات محلی زمان حال، در گذشته دور و اساسا در قالب همبستگی‌های کوانتومی که نمی‌توانستند با خسارت‌های کوچک صدمه ببیند، پنهان شده بودند. آن‌ها نشان دادند که اطلاعات بدون صدمه قابل توجهی، علی‌رغم تجاوز باب، به کیوبیت آلیس باز می‌گردند. به صورت متناقضی، برای سفرهای عمیق‌تر به گذشته و همچنین به دنیاهای بزرگ‌تری، اطلاعات نهایی آلیس به کیوبیتش، هر چند با خسارت‌های کوچک باز می‌گردد. نیکولایی می‌گوید:
ما دریافتیم که عبارت آشوب در فیزیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی باید به شکل‌های متفاوتی تفسیر شوند.
گفتگو۳ دیدگاه
خیلی قشنگ بود. دست شما درد نکنه
عالی
گنگ بود و ای کاش موضوع بازتر میشد