Квантовая система обладает преимуществами по сравнению с классической

Принятие лекарства и последующее улучшение самочувствия означает, что препарат помог?

Действительно ли снижение налогов простимулировало экономику или она оправилась самостоятельно?

Проблема получения ответов на подобные вопросы — выведения причинных отношений от корреляций — простирается на научную область и вне ее.

Обычно корреляция сама по себе не подразумевает причинность. Однако новое исследование, проведенное в Институте квантовых вычислений, показало, что в случае с квантовыми переменными иногда бывает именно так.

Новая работа опубликована в издании Nature Physics.

В качестве практической иллюстрации различий между корреляцией и причинностью рассмотрим испытание препарата: некоторые люди принимают препарат, и некоторые из них поправляются. Медики обнаруживают, что среди принимавших препарат людей 60% восстановились; среди тех, кто не принимал, восстановились лишь 40%. К какому выводу могут прийти медики?

На первый взгляд может показаться, что это препарат вызвал восстановление, однако медикам потребуется больше информации для составления заключения. Может случиться так, что лекарство захотели принимать больше мужчин, чем женщин, и больше мужчин выздоровели спонтанно В этом случае корреляцию может объяснить распространенная причина — пол участника испытания.

Воображаемое испытание препарата показало, насколько сложно отличить корреляции с причиной и следствием от корреляций, возникающих по распространенным причинам. Вот почему предостережение «корреляция не подразумевает причинную обусловленность» сверлит голову каждого исследователя, для которого статистика имеет хотя бы мимолетное значение.

За прошлое столетие ученые, математики и философы разработали мощный набор инструментов для того, чтобы распутать сеть причины, следствия и корреляции даже в наиболее сложной развивающейся системе. Случай систем только с двумя переменными, как с препаратами выше, оказывается наиболее трудным. Если вы хотите избежать введения предположения о том, что происходит, необходимо вмешаться в переменную А — в данном случае, принятие препарата. Вот почему настоящее испытание препарата тщательно рандомизируется, и некоторые участники принимают препарат, а другие — плацебо. Только активное вмешательство в переменную А может установить ее причинные связи с переменной Б.

А как дело обстоит с квантовыми переменными? Новое исследование показало, что определенные виды квантовых корреляций действительно подразумевают причинную обусловленность — даже без активного вмешательства, которое требуется для классических переменных.

Реконструкция причинной карты

Новое исследование является и теоретическим, и экспериментальным. Исследователи Райд, Спеккенс и Янцинь решили начать с теоретического конца. Они представили ситуацию с наблюдателем, который исследовал две квантовые переменные — скажем, поляризационные свойства двух фотонов — и обнаружил, что они коррелируют. Измерение проводилось в двух точках одновременно, однако наблюдатель не знала точно, не увидели ли она один фотон дважды (исследование связи следствия и причины) или смотрела на пару фотонов в сцепленном состоянии (исследование связи частой причины).

Важным пониманием теоретиков было то, что корреляции, измеряемые между фотоном в одно время и таким же фотоном в другое время, имеют различные паттерны, нежели корреляции, измеряемые между двумя сцепленными фотонами. Другими словами, ученые обнаружили, что в правильных обстоятельствах они могут отличить причину и следствие от частой причины.

Тем временем, в Институте квантовых вычислений у исследователей Энью, Вермейдена и Реша были инструменты для проверки этой замечательной идеи. Они создали устройство, способное сгенерировать два сцепленных фотона — А и Б. Ученые измерили А, и затем направили пару через ворота, которые либо передали фотон А, или переключили фотон А с фотоном Б и передали фотон Б.

Важно, что эти ворота могли менять два сценария, выбирая один или другой на основе результата генератора случайных чисел. С другой стороны ворот ученые провели другие измерения, в то время как они не видели, какой именно фотон измеряется. Как предсказали теоретики, они увидели два различных паттерна корреляции.

Это значит, что исследователи, измеряющие квантовые переменные, могут кое-что сделать, в то время как с классическими переменными не сделать ничего: найдите разницу между причиной-следствием и частой причиной в системе с двумя переменными без активного вмешательства в первую переменную.

Открытие имеет значение для квантовой информации и квантовых основ.

Работа устанавливает новый класс вещей, который квантовые системы могут производить, а классические не могут. Рано говорить, к чему это может привести, однако подобные квантовые преимущества доказывают перспективность квантовых технологий: квантовая сцепленность, к примеру, лежит в основе квантовой криптографии, а квантовая суперпозиция — в основе квантового вычисления.

24.03.2015





Net&IT

Разработчики из КЧР предложили недорогое мобильное решение для управления бизнесомРазработчики из КЧР предложили недорогое мобильно...

Новый сервис переносит управление бизнес-проце...

Что такое нейрокомпьютинг, и зачем нужны процессоры Хопфилда и ГроссбергаЧто такое нейрокомпьютинг, и зачем нужны процессо...

Нейрокомпьютинг – разработка вычислитель...

Какие специалисты нужны для разработки смарт-контрактовКакие специалисты нужны для разработки смарт-конт...

Во время хайпа блокчейна в 2015-2017 гг. ...

Улыбнись перед камерой — плюсы и минусы технологии распознавания лицУлыбнись перед камерой — плюсы и минусы технологи...

Технология распознавания лиц укрепляется ...

10 фактов о системе блокчейн — нюансы, которые были вам неизвестны10 фактов о системе блокчейн — нюансы, которые бы...

У системы блокчейн, вернее, у самой техно...

Реестр отечественной продукции пополнили еще семь микросхемРеестр отечественной продукции пополнили еще семь...

Очередная партия, состоящая из семи серий...

В Токио разработали прототип памяти будущегоВ Токио разработали прототип памяти будущего

Ученые из Института промышленных наук при...

Виртуальную Янтарную комнату компании из ОЭЗ Москвы презентуют в регионах РоссииВиртуальную Янтарную комнату компании из ОЭЗ Моск...

Копию легендарного интерьера одной из ком...

В России начали исследования по разработке многофункционального гибридного биочипаВ России начали исследования по разработке многоф...

Ученые Томского политехнического университета ...

Завершена работа над первой редакцией нового национального стандарта для ЦОДЗавершена работа над первой редакцией нового наци...

Рабочая группа под патронажем Ассоциации ...

Getac выпускает новый 10-дюймовый планшет ZX-10Getac выпускает новый 10-дюймовый планшет ZX-10

Компания Getac объявила о выпуске полност...

Ну где же ручки, ну где же ваши ручки: нейросеть научили считывать жесты рук во время работы на компьютереНу где же ручки, ну где же ваши ручки: нейросеть ...

Ученые разрабатывают новую технологию, которая...

МТС Банк и TalkBank запустили чат-бот MTS Bank Now в Telegram и WhatsAppМТС Банк и TalkBank запустили чат-бот MTS Bank No...

МТС-Банк и финтех-платформа TalkBank объя...

DataDome завершил проектирование и строительство ЦОД для ГК «Ключевые Системы и Компоненты» в ТвериDataDome завершил проектирование и строительство ...

DataDome завершил работы по проектировани...

Российские и иранские ученые использовали нейросеть в разведке месторождений железной рудыРоссийские и иранские ученые использовали нейросе...

Журнал Minerals опубликовал научную статью, по...

Решение всех ваших проблем с Wi-FiРешение всех ваших проблем с Wi-Fi

То, как мы пользуемся Интернетом и&n...

Huawei nova 8 быстрый обзорHuawei nova 8 быстрый обзор

Новый Huawei Nova 8 — привлекательн...

Телеграм-бот для проверки недвижимости и видеоприем по имущественно-земельным вопросам: проекты Москвы стали финалистами международной премииТелеграм-бот для проверки недвижимости и видеопри...

Цифровые проекты в сфере имущественно-зем...

Ноутбук HUAWEI Matebook 14s быстрый обзорНоутбук HUAWEI Matebook 14s быстрый обзор

Huawei Matebook 14s – это последний...

Huawei nova 8i быстрый обзорHuawei nova 8i быстрый обзор

Серия HUAWEI nova — это линия,...

Stack Group и «Флант» подписали соглашение о партнерствеStack Group и «Флант» подписали соглашение о парт...

Компания Stack Group, предоставляющая облачные...

Цифровой двойник энергосистемы с альтернативными и водородными элементами представит Томский политех на «Вузпромэкспо»Цифровой двойник энергосистемы с альтернативными ...

Ученые Томского политехнического университета ...

Заработать на контенте: в России анонсировали новую систему монетизацииЗаработать на контенте: в России анонсировали нов...

Петербургский стартап ЯRUS окажет поддержку ав...

В ОЭЗ Москвы выпустили первую партию энергоэффективных транзисторов для силовой электроникиВ ОЭЗ Москвы выпустили первую партию энергоэффект...

Резидент особой экономической зоны ГК Мик...

Резидент московского технопарка начал выпуск отечественного микроконтроллераРезидент московского технопарка начал выпуск отеч...

Компания Микрон выпустила экспериментальную па...

Чат-бот московского портала самостоятельно обработал 80% обращенийЧат-бот московского портала самостоятельно обрабо...

Только в 20 процентах случаев нужна была

ПО Senhasegura теперь представлено в России и странах СНГПО Senhasegura теперь представлено в России и стр...

Компания AFI Distribution заключила эксклюзивн...

Бесценный цифровой помощник от ESABБесценный цифровой помощник от ESAB

Компания ESAB, один из мировых лидеров в&...

Getac представляет новое поколение прочных планшетов F110Getac представляет новое поколение прочных планше...

Сегодня компания Getac объявила о выпуске...

Еще один шаг к квантовому компьютеруЕще один шаг к квантовому компьютеру

Физики впервые показали конденсацию жидкого св...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S70 60GB SSD накопитель2990.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Сделать УЗИ и узнать, что действительно грозитСделать УЗИ и узнать, что действительно грозит
Международные Фиджитал Игры возвращаются в Казань уже в ноябреМеждународные Фиджитал Игры возвращаются в Казань уже
Как выбрать и сохранить саженцы в коробкахКак выбрать и сохранить саженцы в коробках
В Москве стартовал Пятый профессорский форум «Наука и образование в условиях глобальных вызовов»В Москве стартовал Пятый профессорский форум «Наука и
Как правильно подобрать обои для помещенияКак правильно подобрать обои для помещения