Международная группа физиков опубликовала результаты исследования, которые меняют представление о работе памяти в квантовых системах. В классической физике это понятие определяется однозначно: система считается лишенной памяти, если ее будущее поведение зависит только от текущего состояния. Однако в квантовой механике процессы протекают значительно сложнее.
Исследователи из университетов Турку, Милана и Николая Коперника в Торуни установили, что наличие памяти в квантовом процессе зависит от угла зрения наблюдателя. Один и тот же процесс может выглядеть полностью лишенным памяти при одном способе описания и сохранять ее при другом. Результаты работы представлены в научном издании «PRX Quantum».
Ученые сравнили два фундаментальных подхода к анализу квантовых явлений. Первый, предложенный Эрвином Шредингером, описывает изменение квантовых состояний со временем. Второй, разработанный Вернером Гейзенбергом, рассматривает эволюцию измеряемых величин – физических свойств, которые ученые фиксируют в ходе экспериментов.
Несмотря на то что оба метода математически равнозначны и приводят к одинаковым результатам измерений, они по-разному раскрывают природу памяти. Авторы работы обнаружили, что определенные эффекты памяти видны только при анализе состояний, тогда как другие проявляются исключительно при изучении измеряемых характеристик.
Этот вывод доказывает, что квантовую память невозможно адекватно описать, используя только один из традиционных подходов. Понимание того, как проявляется память, имеет практическое значение для развития технологий. Это знание поможет создавать стратегии для борьбы с шумами и внешними помехами, которые возникают в работе квантовых компьютеров и датчиков.
Новые данные не только дополняют фундаментальную теорию о динамике микромира, но и расширяют возможности управления квантовыми устройствами в реальных условиях. Способность точно определять характер памяти в сложных системах позволит инженерам минимизировать влияние окружающей среды на вычисления.
