蝴蝶效应在物理学中该怎么解释?量子世界中有蝴蝶效应吗?

发布网友发布时间：2024-08-20 22:20

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热心网友时间：2024-08-24 09:27

在科幻小说中，时空穿梭的“蝴蝶效应”可能是一个有趣的问题：我们的主人公倒带了历史，找到了婴儿希特勒的位置，并通过把他放到和平的道路上，从而避免了全球战争。但是，这引发了一连串多米诺骨牌事件，开启了世界末日。但物理学家现在有理由相信量子景观的存在，以这种方式调整历史不应该是一个大问题。

由于回到过去的某个时刻仍然处于“太难”的境地，来自美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的两位物理学家用IBM-Q量子计算机创造了一个模拟。理论物理学家尼古拉·辛尼琴说：“在量子计算机上，模拟时间演化的相反方向，或者模拟一个过程回到过去是没有问题的。”

它很难像一个由人类角色和历史事件组成的宇宙那么复杂，但是一个由相互关联的量子状态组成的小舞台足以让研究人员通过微小的变化来重播事件，看看事情是如何发展的。

所以，如果我们回到过去，加上一点小小的变化，然后再回到现在，我们就可以看到复杂的量子世界会发生什么。我们发现世界存活了下来，这意味着在量子力学中没有蝴蝶效应。

即使你从未听说过“蝴蝶效应”，但毫无疑问，你一定会在穿越小说中偶然发现这个常见的比喻。雷·布拉德伯里在他1952年的短篇小说《雷电之声》中提到，主人公只要一脚踏在一只蝴蝶上，就能改变未来。

在小说之外，混沌物理理论中也有关于脆弱的蝴蝶对历史的强大影响，1972年麻省理工学院气象学家爱德华•洛伦茨的一篇演讲的题目就把它作为一个著名的背景，题目是《巴西的一只蝴蝶扇动翅膀会引发德克萨斯州的龙卷风吗？》

与布拉德伯里命中注定的蝴蝶相似，混沌理论的版本有着深远的影响，由于连锁反应的复杂性，我们根本无法预测这些后果。但在我们的经典物理世界里，我们可能会想到多米诺骨牌链。每个多米诺骨牌都是谨慎的，它的行为是可预测的。

量子态遵循一套完全不同的规则，到目前为止，没有人确定蝴蝶效应在量子世界中是如何发挥作用的。在这个例子中，两位物理学家想知道如果他们对纠缠在可能的量子波中的相互作用重新缠绕，然后引入了蝴蝶踩踏的量子类比，未来还会完好无损吗？

对于那些对技术细节感兴趣的人来说，一些纠缠的量子位元在返回到初始设置之前，要经过一组逻辑门。回到他们的起点，他们进行了测量，有效地把美丽的“可能”波变成了坚实的“现实”，并实现了它的叠加。然后允许整个安装程序再次运行。

我们发现，即使入侵者对强纠缠态进行了状态破坏测量，我们仍然可以很容易地恢复有用的信息，因为这种破坏不会被解码过程放大。我们的蝴蝶在量子世界里是没有意义的。

研究人员推测，量子位错综复杂的历史并不是一堆易被破坏的变量，而是恰恰保存了它的未来。回溯时间的旅程越复杂，我们穿越时间的量子位元就越容易带着完整的信息回到现在

热心网友时间：2024-08-24 09:28

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