Химические реакции искажают квантовую информацию
Если бы вы бросили сообщение в бутылке в черную дыру, вся информация, содержащаяся в ней, вплоть до квантового уровня, была бы полностью искажена. Потому что в черных дырах это скремблирование происходит настолько быстро и тщательно, насколько позволяет квантовая механика. Их обычно считают лучшими в природе скремблерами информации. Однако новое исследование теоретика из Университета Райса Питера Уолайнса и его коллег из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне показало, что молекулы могут быть столь же эффективны в шифровании квантовой информации, как и черные дыры. Объединив математические инструменты из физики черных дыр и химической физики, они показали, что квантовое скремблирование информации имеет место в химических реакциях и может достигать почти того же квантово-механического предела, что и в черных дырах. Работа опубликована в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Это исследование посвящено давней проблеме в химической физике, которая связана с вопросом о том, как быстро квантовая информация скремблируется в молекулах", - сказал Волинес. "Когда люди думают о реакции, в которой две молекулы соединяются, они думают, что атомы совершают только одно движение, при котором образуется связь или разрывается связь. "Но с точки зрения квантовой механики, даже очень маленькая молекула представляет собой очень сложную систему. Подобно орбитам в Солнечной системе, молекула имеет огромное количество возможных вариантов движения - то, что мы называем квантовыми состояниями. Когда происходит химическая реакция, квантовая информация о квантовых состояниях реагентов скремблируется, и мы хотим знать, как скремблирование информации влияет на скорость реакции". Чтобы лучше понять, как квантовая информация скремблируется в химических реакциях, ученые позаимствовали математический инструмент, обычно используемый в физике черных дыр, известный как корреляторы вневременного порядка, или OTOCs.
"На самом деле OTOCs были изобретены в совершенно ином контексте около 55 лет назад, когда они использовались для изучения того, как на электроны в сверхпроводниках влияют возмущения от примесей", - сказал Уолинес. "Это очень специализированный объект, который используется в теории сверхпроводимости. В следующий раз они были использованы физиками в 1990-х годах при изучении черных дыр и теории струн". OTOCs измеряют, насколько сильно изменение одной части квантовой системы в определенный момент времени повлияет на движение других частей, что позволяет понять, насколько быстро и эффективно информация может распространяться по всей молекуле. Они являются квантовым аналогом показателей Ляпунова, которые измеряют непредсказуемость в классических хаотических системах. "То, как быстро увеличивается OTOC со временем, говорит о том, как быстро информация шифруется в квантовой системе, а это означает, что становится доступным еще больше случайных состояний", - сказал Мартин Грюбеле, химик из Иллинойского университета Урбана-Шампейн и соавтор исследования. "Химики очень противоречиво относятся к скремблированию в химических реакциях, потому что скремблирование необходимо для достижения цели реакции, но оно также мешает вам контролировать реакцию.
"Понимание того, при каких обстоятельствах молекулы скремблируют информацию, а при каких - нет, потенциально дает нам возможность лучше контролировать реакции. Знание OTOCs, по сути, позволяет нам устанавливать ограничения на то, когда эта информация действительно выходит из-под нашего контроля, и наоборот, когда мы все еще можем использовать ее для получения контролируемых результатов". В классической механике частица должна обладать достаточной энергией, чтобы преодолеть энергетический барьер, чтобы произошла реакция. Однако в квантовой механике существует вероятность того, что частицы могут "туннелировать" через этот барьер, даже если они не обладают достаточной энергией. Расчет OTOCs показал, что химические реакции с низкой энергией активации при низких температурах, где преобладает туннелирование, могут искажать информацию почти на квантовом пределе, подобно черной дыре. Нэнси Макри, также химик из Иллинойского университета Урбана-Шампейн, использовала разработанные ею методы интегрального анализа траекторий для изучения того, что происходит, когда простая модель химической реакции встроена в более крупную систему, которая может представлять собой собственные колебания крупной молекулы или растворителя, и стремится подавить хаотическое движение.
"В ходе отдельного исследования мы обнаружили, что большая окружающая среда, как правило, делает все более упорядоченным и подавляет эффекты, о которых мы говорим", - сказала Макри. "Итак, мы рассчитали OTO для туннельной системы, взаимодействующей с большой средой, и увидели, что скремблирование было подавлено - это серьезное изменение в поведении". Одной из областей практического применения результатов исследования является установление ограничений на использование туннельных систем для создания кубитов для квантовых компьютеров. Для повышения надежности квантовых компьютеров необходимо свести к минимуму обмен информацией между взаимодействующими туннельными системами. Это исследование также может иметь отношение к реакциям, управляемым светом, и разработке передовых материалов. "Есть потенциал для распространения этих идей на процессы, в которых туннелирование происходит не только в рамках одной конкретной реакции, но и на нескольких этапах туннелирования, потому что именно это участвует, например, в электронной проводимости многих новых мягких квантовых материалов, таких как перовскиты, которые используются для делают солнечные батареи и тому подобное", - сказал Грюбеле.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Где находится Планета X в нашей Солнечной системе

Захватывающее представление о далеком прошлом Вселенной

Многочисленные наблюдения НЛО ставят экспертов в тупик

НЛО могут быть из России или Китая

Новый взгляд на вращение протона

Обнаружена потенциально обитаемая экзо-Венера

Обнаружили новую экзопланету с массой Сатурна

Парад планет начнется в июне

Первый контакт с инопланетянами будет драматичным

Пользователь Neuralink работает в режиме многозадачности

Призрак собаки или кошки проходит сквозь машины

Роботы предоставят услуги, которые вам нужны

Россия общается с НЛО через радиостанцию Зуммер

Слой D Земли - реликт древних океанов и столкновений планет

Таинственное вторжение гуманоидов в Испанию

Тайна НЛО на дне Балтийского моря раскрыта

Тайны египетских гробниц

Тайны одиноких моаи острова Пасхи

Технологии ИИ так же опасны, как и ядерные бомбы

Штаб-квартира подготовки военно-космических сил США

Впервые обнаружено рождение самых ранних галактик

Гигантский НЛО был замечен над озером Цюрих

Женщина с самыми длинными ногтями не стригла их 27 лет

Житель Северной Каролины обнаружил НЛО

Земля 2.0 или ее зловещий двойник

Инопланетяне уже взаимодействуют с человечеством

Книга 'Без согласия' уже в продаже во французских магазинах

Мужчина заметил Тень у дома своей подруги

Нашли ключ к избавлению от ночных кошмаров навсегда

Неплохое место для миграции с Земли

Обнаружена Земля 2.0

Определение возраста контактного двойного астероида

Первое наблюдение плазменной волны на Солнце

Пророк назвал дату начала Третьей мировой войны

Пророчество Эдгара Кейси о кометном апокалипсисе

Разработали усилитель для охотников за темной материей

Робот собирает кубик Рубика за 0,305 секунды

Самый большой протопланетный диск

Сверхгорячие Юпитеры не так уж обречены

Теперь я могу мысленно управлять компьютерами

Bemo Investment Firm LTD: обзор и отзывы о компании

Впервые измерили вращение сверхмассивной черной дыры

Житель Северной Каролины нашел НЛО в горах

Инопланетное морское существо выбросило на берег

Использование ИИ для борьбы с системным расизмом

Источник магнитного поля Солнца находиться у поверхности

Могут ли инопланетные электростанции быть техносигналами

Мы могли бы без усилий плавать в океане Плутона

Нечеловеческий разум взаимодействует с человечеством

НЛО в небе над Бразилией, Аргентиной и Чили ставят в тупик

Оно может выглядеть как НЛО, но это не НЛО

Открытие парка 'Столица НЛО в Миссури'

Попытки заманить инопланетян на Землю

Представили обширный каталог странных новых миров

Представление о гибридном состоянии вещества

Самые населенные призраками острова - 4

Съемки фильма Стивена Спилберга о НЛО вот-вот начнутся

Теории заговора и суровая реальность OpenAI

Черные дыры похожи на Звезду смерти

Черные дыры стреляют лучами во все подряд

Экзопланета, которая является неплохим местом для жизни

Астролог Кумар предсказал начало третьей мировой войны

В небе над Ставропольем заметили неопознанный объект

Высадка землян на экзопланету

ЕС принял первый в мире закон об ИИ

Женщина 10 лет ничего не ест и не пьет

ИИ не достигнет уровня человеческого интеллекта

Инопланетян можно отследить по отражению их энергосистем

Конспирологи оказались любителями пофилософствовать

Методика расчета стоимости испытаний космической техники

Минусинский проект НЛО

НЛО, ИИ и столкновения с нечеловеческим разумом

Почему люди думают, что видят призраков

Природоподобные пространственные структуры в сверхпроводниках

Семь ожидаемых научно-фантастических книг

Социолог Йохан Галтунг предсказал крах США и Европы

Странный торнадо замечен в горах Китая

Умер известный уфолог Брюс Маккаби

Физики преодолели шум при квантовой телепортации

Чилийского сенатора похитили инопланетяне

Чудовище заместили в озере Лох-Несс

В Макминвилле ежегодно проводится фестиваль НЛО

Вглядываясь в океан Плутона с помощью математических моделей

Ведьма усыновила одержимого клоуна

Взрыв новой звезды, видимый невооруженным глазом

Дом-НЛО получил статус объекта культурного наследия

Железный снег может раскрыть секреты жизни на Европе

Жители японского города увидели девять жутких столбов света

Закон о прозрачности в отношении НЛО

Зонд Психея запускает свои фантастические двигатели

Инструмент НАСА готовится к съемке экзопланет

Кристаллы для усовершенствования квантовых компьютеров

Метеорологический спутник засек огненный шар

Предполагаемая посадка НЛО в Харрисонбурге

Радар зафиксировал загадочные показания на ранчо Скинуокер

Роботы отнимают у нас рабочие места и самоуважение

Самые населенные призраками острова - 3

Создание искусственных клеток для измерения потока энергии

Член экипажа Нимица упал за борт из-за НЛО

Экзозатменения можно использовать для выявления экзолун

Ярмарка НЛО в Пайн-Буше возвращается

Телескопы с автонаведением. Удобные инструменты для наблюдения звездного неба

Почему шумит холодильник

Возможно, скоро мы узнаем гораздо больше об НЛО

Вымерший тасманийский тигр попал на камеру

Высокоэнергетический мюонный пучок для поиска темной материи

Изучение экстремальных ситуаций в поисках жизни на Марсе

Марс может столкнуться с большим количеством астероидов

Мертвого робота сняли с орбиты Марса

Микроскопическое происхождение энтропии черных дыр

Моряк с Нимица рассказал об НЛО

На внешних планетах системы TRAPPIST-1 есть вода

Наилучшие доказательства древней жизни на Марсе

Нейтроны открывают окно для исследования космического стекла

НЛО приземлился рядом с военной базой ВВС США

Пирамиды построены вдоль давно исчезнувшей реки

План привлечения инопланетян на Землю

Пугающее предупреждение о портрете короля Чарльза

Путь к созданию более быстрых и гибких роботов

Телескоп впервые позволяет заглянуть внутрь экзопланеты

Технологии Star Trek могут сократить время полета на Марс

Фрагмент кометы взорвался над Испанией и Португалией

Экзопланета WASP-107 b слишком раздутая

Землеподобную планету нашил у сверххолодной звезды

ИИ ответит на сложные вопросы физики

Информация об НЛО станет достоянием общественности

Как материя погружается в черную дыру

Компания Neuralink надеется правильно установить имплантат

Мой прадедушка был лидером культа с дикими убеждениями

Наблюдение НЛО во время затмения вызвало интерес

НЛО приземлился на базе ВВС США Эллсуорт

НЛО пролетел мимо поля для гольфа в Абердине

Обнаружили сливающиеся квазары-близнецы

Обнаружили слияние самых удаленных черных дыр

Ответы на сложные вопросы о черных дырах

Подземная аномалия обнаружена вблизи пирамид в Гизе

Радар обнаружил НЛО над ранчо Скинуокер

Редкие нейтральные атомарно-углеродные поглотители

Робот из 'Черного зеркала' замечен на британской улице

Секреты, которые церковь скрывала десятилетиями

Формирование ключевого ингредиента для жизни

Формирование черных дыр с помощью натальных толчков

Четырехэтапное руководство по жизни на Марсе

Аниме. Жанры

Чикси - сеть ресторанов быстрого питания

Городок, где за детьми с привидениями гонятся призраки-убийцы

Гравитационные линзы могут фиксировать слияния черных дыр

Железо-сернистые минералы расскажут о первых микробах

Загадочный инцидент в Рендлшемском лесу

Закон заставит правительство рассекретить все фильмы об НЛО

Зарождение звезды, похожей на Солнце

Изображения ледяной оболочки Европы

ИИ раскроет секреты некодирующих генов

Искусственный интеллект может привести к гибели человечества

Люди будут жить в городах на Марсе в ближайшие 30 лет

Некоторые хитроумные способы поиска первичных черных дыр

Новые правила Папы не позволят наживаться на чудесах

Обнаружили три старейшие звезды во Вселенной

Почему полярные сияния так трудно предсказать

Сверхъестественные явления учащаются

У человечества нет значимой защиты от ИИ

Уфолог нашел нечто более тревожное, чем инопланетяне

Что Ватикан знает об инопланетянах

Экзопланета с плотностью как у сахарной ваты

Экзо-Сатурн теряет массу недостаточно быстро

Аниме. Отличительные особенности и причины популярности

Джордж Сорос. Финансист и благотворитель

Варп-двигатель возможен в рамках известной физики

Ватикан опубликовал руководство по сверхъестественному

Воскрешение людей подвергнутых криогенной заморозке

Доказательства существования инопланетян

Загадочный подземный вход рядом с Великой пирамидой

Западная Вирджиния является центром исследований НЛО

Захватывающие снимки ледяной Европы

Как древние египтяне строили пирамиды

Конференция Папы Франциска поднимает вопросы об НЛО

На кадрах НАСА видно, как НЛО разбился на Марсе

НАСА снабдит астронавтов роботизированными конечностями

НЛО заметили в Джайпуре

НЛО замечен над ранчо Скинуокер

Обнаружили признаки гигантских инопланетных электростанций

Разгадана ли, наконец, тайна египетских пирамид

Создали прозрачный бамбук

Сокрытие ключевой корреспонденции AATIP

Тайна пирамид, наконец, может быть разгадана

Уфологический туризм недалеко от горы Фудзи

Подписка на новости
Наверх