Наша Вселенная — просто кубит в гигантском квантовом компьютере
Двое физиков из Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта опубликовали исследование, в котором развивается предположение о том, что вся наша Вселенная сама по себе является квантовым объектом. Выведение квантовой теории на макроуровень, по мнению ученых, может дать естественные физические объяснения явлениям темной материи и фантомных полей.
В исследовании ученые Артем Юров и Валериан Юров провели аналогию между Вселенной и квантовым компьютером. Они утверждают, что Вселенную нужно рассматривать как квантовый объект или кубит в большой вычислительной машине.
Это означает, что Вселенная обладает квантовыми свойствами, которые включают суперпозицию, то есть возможность быть более чем в одном месте или состоянии одновременно.
Такому амбициозному заявлению можно было бы противопоставить явление декогеренции. То есть то, как квантовые объекты «коллапсируют» из множества возможных состояний в одно физическое. Это состояние определяется окружением, с которым кванты взаимодействуют.
Артем Юров и сам долгое время был озадачен этой проблемой: «Однажды меня спросили: “С чем взаимодействует Вселенная?”. Я тогда ничего не ответил. Казалось, что нет ничего, кроме самой Вселенной, и нет ничего, с чем она может взаимодействовать».
Однако в целом ученые не растерялись, представив ответ в своей работе: «не существует такой вещи, как “декогеренция”». То есть Вселенная всегда остается в квантовом состоянии.
По мнению исследователей, причина, по которой квантовые явления настолько хрупки, не имеет ничего общего с «коллапсом волновой функции» (резкой декогеренцией при наличии наблюдателя). Существование квантовых явлений зависит исключительно от взаимного положения соседних «миров». Когда они достаточно близки, квантовый потенциал жив и активен; когда они расходятся, квантовый потенциал уменьшается, и частицы снова становятся классическими.
Значит, скорее всего, люди — это не магические наблюдатели, заставляющие кванты коллапсировать в классическую реальность, а просто шум, который игнорируют Вселенные, пока занимаются своими вычислениями.
Источник
Новая ИИ-система поможет понять, из чего состоит Вселенная
Используя мощнейшие суперкомпьютеры, команда ученых из Японии разработала основанную на искусственном интеллекте систему, способную спроецировать структуру нашей Вселенной. Ученые надеются, что при помощи этой системы они смогут раскрыть тайны, связанные с темной материей и темной энергией.
Фото: sunhome.ru
Система, получившая название «Темный эмулятор», анализирует гигантские объемы астрофизических данных, чтобы создавать симуляции нашей Вселенной. Для этого она использует информацию, полученную несколькими телескопами, и сравнивает ее с научными теориями происхождения Вселенной.
По сути, симуляция представляет собой попытку продемонстрировать, каким образом может выглядеть наша Вселенная, включая ее границы, основываясь на теории Большого взрыва и последующего за ним быстрого расширения космического пространства, продолжающегося по сей день.
Ведущий автор исследования Такахиро Нишимичи (Takahiro Nishimichi) рассказывает:
«При помощи суперкомпьютера мы создали чрезвычайно большую базу данных, на формирование которой ушло три года. (…) Надеюсь, что полученный результат поможет нам продвинуться в поисках разгадок самых великих тайн современной физики понять, что представляет собой темная энергия».
Ученые надеются, что, получив понимание общей космологической модели Вселенной, они смогут разработать теории функционирования темной материи. На самом деле «пустое пространство» космоса вовсе не является пустым, поскольку оно состоит из энергизированной материи, непосредственно наблюдать которую до настоящего времени не представлялось возможным.
Фото: phys.org
Существующие на данный момент научные теории, наблюдения и измерения не способны доказать существование темной материи. По этой причине астрофизикам приходится работать с унифицированной теорией Вселенной, объединяющей в себе несколько разных идей. Как увязать теорию Большого взрыва, соотношение неопределенности Гейзенберга и законы термодинамики Ньютона с современной квантовой механикой и темной энергий?
Команда японских ученых надеется, что осуществить это поможет полученная от Темного эмулятора информация. Разработанная ими ИИ-система не просто анализирует данные — с каждой созданной симуляцией она обучается, используя полученные результаты для информирования следующей итерации. При этом, согласно опубликованному в Astrophysical Journal научному докладу, симуляции Темного эмулятора являются необыкновенно точными.
Предполагается, что в конечном итоге новая технология сможет помочь детализировать наши представления о Вселенной и позволит точно установить, что представляет собой темная материя и как функционирует темная энергия. Чтобы этого достичь, прежде всего, необходимо заполнить несколько очень больших пробелов в нашем понимании того, как выглядит Вселенная. В будущем же наличие четкого понимания темной энергии способно реализовать множество научно-фантастических теорий, таких как варп-двигатель, путешествия во времени и телепортация (несомненно, при условии, что темная материя действительно существует).
Источник
Оккультные Новости
альтернативный канал новостей
Физики, работающие с Microsoft, думают, что Вселенная — это самообучающийся компьютер
Команда физиков-теоретиков, работающих с Microsoft сегодня, опубликовала удивительную предпечатную исследовательскую работу, в которой Вселенная описывается как самообучающаяся система законов эволюции.
Другими словами: мы живем внутри компьютера, который учится.
…
В статье утверждается, что законы, управляющие Вселенной, представляют собой эволюционную обучающуюся систему. Другими словами: Вселенная — это компьютер, и вместо того, чтобы существовать в твердом состоянии, она сохраняется благодаря ряду законов, которые меняются с течением времени.
Как это работает? Это сложная часть. Исследователи объясняют Вселенную как обучающую систему, обращаясь к системам машинного обучения. Точно так же, как мы можем научить машины выполнять функции развертывания с течением времени, то есть учиться, законы Вселенной по сути являются алгоритмами, которые действительно работают в форме обучающих операций.
По мнению исследователей:
Например, когда мы видим, что структуры, напоминающие архитектуры глубокого обучения, возникают в простых автодидактических системах, можем ли мы представить себе, что операционная матричная архитектура, в которой наша Вселенная развивает законы, сама эволюционировала из автодидактической системы, которая возникла из минимально возможных начальных условий?
Если задуматься, это поэтично. Мы понимаем законы физики по мере их наблюдения, поэтому логично предположить, что исходный физический закон был бы невероятно простым, самовоспроизводящимся и способным к обучению и развитию.
Возможно, Вселенная началась не с Большого взрыва, а с простого взаимодействия между частицами. Исследователи ссылаются на это скромное происхождение, заявляя, что «информационная архитектура обычно усиливает причинную силу довольно небольших совокупностей частиц».
Источник
Физики, работающие с Microsoft, думают, что Вселенная — это самообучающийся компьютер
Каким образом, по-вашему, возникла Вселенная? Появилась ли она в результате огромного взрыва, замысла Творца или чего-то иного? У каждого может быть свое мнение на этот счет, и неудивительно, что различные ученые и специалисты выдвигают все новые теории и предположения.
Команда физиков-теоретиков, работающих с Microsoft, не является исключением. Специалисты опубликовали удивительную исследовательскую работу, в которой назвали Вселенную «самообучающимся компьютером». О чем идет речь?
Исследование
Ученые описывают нашу Вселенную как эволюционную самообучающуюся систему. Другими словами, мы живем внутри компьютера, или системы машинного обучения.
Документ, получивший название «Самообучающаяся Вселенная», составляет примерно 100 страниц: он представляет собой предположения ученых в пользу данной теории. Ее можно интерпретировать по-разному, однако ясно одно: Вселенная либо будет существовать, либо не будет существовать.
Как мы знаем, жизнь существует, и теперь самое главное — разобраться в том, как это сработало. Какой бы закон ни привел к началу жизни, он словно подготовил почву для того, что должно было случиться дальше.
В статье утверждается, что законы, которые управляют нашей Вселенной, представляют собой своеобразную эволюционную обучающуюся систему. Согласно выводам ученых, Вселенная — это компьютер. Более того, она не пребывает в твердом состоянии: нет сомнений в том, что ее внутренние законы со временем меняются.
Процесс
Ответить на извечный вопрос: «Как это работает?» будет весьма непросто: практичная часть очень сложна для нашего понимания. Исследователи описывают Вселенную как некую обучающуюся систему. Точно так же, как мы можем научить систему выполнять различные функции или коды (то есть, самообучаться), законы Вселенной, по сути, являются алгоритмами, которые на самом деле работают.
Исследователи задаются вопросом: «Например, когда мы видим, что структуры, напоминающие архитектуры глубокого обучения, возникают в простых автодидактических системах, можем ли мы представить, что операционная матричная архитектура, в которой наша Вселенная развивает законы, эволюционировала из подобной системы?»
Особенности
Если задуматься, это вполне логично. Мы ведь расширяем свои познания о физике по мере наблюдения законов, поэтому можно предположить, что исходный физический закон был бы невероятно простым, самовоспроизводящимся и способным к обучению и развитию.
Ученые сходятся во мнении, что Вселенная началась не с большого взрыва, как они думали ранее, а с простого взаимодействия между частицами. Зачастую небольшие частицы могут усилить информационную архитектуру всей системы.
Необратимые законы
Возможно, вы спросите: «Если все устроено именно так, то каковы последствия?». Ученые описывают постоянно меняющиеся законы Вселенной как необратимые. В их заявлении утверждалось: «Если эволюция законов реальна, она, вероятно, будет необратимой. Мы можем усовершенствовать технику, однако не сможем затем вернуть ее в начальное состояние. Другими словами, система (которая весьма стабильна), вероятно, развивается в одном направлении».
Для примера исследователи использовали образ эксперта-криминалиста, пытающегося проанализировать, благодаря чему какая-либо программа могла прийти к тем или иным выводам. В одном примере эксперт мог просто проверить магнитные метки, оставленные на жестком диске. Таким образом, результаты программы обратимы: можно проследить историю их получения.
Но если бы тот же эксперт попытался определить результаты программы, исследуя сам процессор (самую важную часть системы, ответственную за выполнение действий), это было бы намного сложнее: не существует преднамеренной внутренней записи операций, выполняемых процессором. Для подобного рода действий эксперту нужно было бы изучить, как каждая частица во время разных операций приобретала бы совершенно другой вид для работы той или иной компьютерной программы.
Выводы ученых
Ученые резюмировали: «Итак, если Вселенная действует по набору законов, которые изначально просты, но являются самообучающимися и способными усовершенствоваться с течением времени, ученым, по всей видимости, никогда не получится унифицировать, или объединить, физику».
Конечно, наука — дело непростое, и все описанное выше является предположениями, основанными на теоретической физике. Однако совершенно очевидно, что законы Вселенной совершенствуются и изменяются с течением времени. Специалисты не могут вернуть Вселенной прежнее состояние, поскольку не существует записей, подтверждающих внутреннюю проверку ее процессов (если только где-то в космосе не плавает космический жесткий диск).
Безусловно, команда физиков из Microsoft описывает свою работу как «маленькие шаги» к более широкой теории. И то, будто Вселенная — это самообучающийся компьютер, это пока все же всего лишь предположение. У него, скорее всего, будут и свои почитатели, и свои оппоненты.
Источник
Вселенная — Квантовый компьютер
В традиционном физическом описании Вселенной главной величиной является энергия. Однако, информация является столь же важной величиной. Как гласит знаменитая формула Эйнштейна E = mc², вся материя сделана из энергии. Во Вселенной энергия и информация являются равными партнерами. Вселенная, в сущности, является гигантским компьютером, в котором каждый атом и каждая элементарная частица содержат биты информации, и каждый раз, когда два атома или две частицы сталкиваются, эти биты меняют свои значения. Все, что может быть вычислено, все, что может вообразить наш разум, существует где-то во Вселенной!
Как пишет Сет Ллойд («Программируя Вселенную), «Вещи возникают из информации, то есть из битов. К примеру, яблоко часто ассоциируют с информацией. Именно траектория падающего яблока подсказала Ньютону универсальные законы тяготения, а искривленная поверхность яблока есть метафора искривленного пространства времени Эйнштейна. В генетическом коде, записанном в семенах яблока, запрограммирована структура будущих яблонь. И еще одно, не менее важное свойство яблока: оно содержит свободную энергию – калории богатой битами энергии, благодаря которой функционирует наше тело. Передать запах яблока могут всего несколько молекул и сопутствующих им битов, но чтобы обеспечить яблоку пищевую ценность, необходимы миллиарды миллиардов битов».
С точки зрения количества информации, которую могут хранить биты, все они равны. Бит – сокращение от binary digit (двоичное число) – может находиться в одном из двух различимых состояний: 0 или 1, да или нет, “орел” или “решка”. Любая физическая система, где есть два этих состояния, содержит один бит. Система, в которой больше состояний, содержит больше битов. Согласно законам квантовой механики любая физическая система, ограниченная конечным объемом пространства и конечным количеством энергии, имеет конечное число различимых состояний и поэтому содержит конечное число битов. Все физические системы содержат информацию.
Вселенная – самый большой объект, существующий на свете, а бит – самый маленький кусочек информации. Вселенная состоит из битов.
Каждая молекула, атом и элементарная частица содержат биты информации. В любом взаимодействии между этими частицами Вселенной информация обрабатывается путем изменения этих битов. Иначе говоря, Вселенная вычисляет. Но ею управляют законы квантовой механики, поэтому она вычисляет так, как это свойственно квантовой механике; ее биты – это квантовые биты. По сути, история Вселенной – это огромное, постоянное квантовое вычисление. Вселенная – это квантовая вычислительная машина.
Возникает вопрос: что вычисляет Вселенная? Ответ: саму себя, свое собственное поведение. Как только Вселенная возникла, она тут же начала вычислять. Сначала конструкции, которые она создавала, были простыми: они включали элементарные частицы и устанавливали фундаментальные законы физики. Со временем, обрабатывая все больше и больше информации, Вселенная давала начало все более запутанным и сложным объектам, включая галактики, звезды и планеты. Жизнь, язык, люди, общество, культура – все обязаны своим существованием естественной способности вещества и энергии обрабатывать информацию.
Способность Вселенной к вычислению объясняет одну из величайших тайн природы: как из очень простых законов физики возникают сложные системы, например живые существа. Эти законы позволяют предсказывать будущее, но только как вероятность и только в общих чертах. Квантово-вычислительная природа Вселенной такова, что конкретные детали будущего всегда остаются непредсказуемыми. Их смог бы вычислить только компьютер размером с саму Вселенную. Так что единственный способ заглянуть в будущее – подождать и посмотреть, что произойдет.
Цифровая революция, происходящая сегодня, – последнее звено в длинной цепи революций в области обработки информации, уходящей в прошлое. Среди них – возникновение человеческих языков, рождение жизни…. начало самой Вселенной. Каждая из них заложила основу для следующей, и все эти революции в сфере обработки информации, начиная с Большого взрыва, происходили благодаря естественной способности Вселенной обрабатывать данные.
Квантовая механика славится своими парадоксами. Волны ведут себя как частицы, а частицы – как волны, и можно находиться в двух местах одновременно. Пожалуй, не так уж удивительно, что на микроуровне вещи ведут себя странным и парадоксальным образом; в конце концов, мы привыкли воспринимать объекты, которые по размеру намного больше отдельных атомов. Но парадоксы квантового мира все же сбивают нас с толку. Нильс Бор, отец квантовой механики, как-то заметил: если кто-то считает, будто может разбираться в квантовой механике, не испытывая при этом головокружения, то на самом деле он ее не понимает.
На протяжении полувека вычислительная мощность компьютеров удваивалась каждые полтора года. Этот взрыв называется «законом Мура», в честь Гордона Мура, который указал на экспоненциальный характер роста еще в 1960-е годы. Закон Мура – это не закон природы, а свидетельство человеческой изобретательности. Каждые восемнадцать месяцев компьютеры становятся в два раза быстрее, потому что каждые восемнадцать месяцев инженеры находят способ уменьшить вдвое размер соединений и логических элементов, из которых они состоят. Каждый раз, когда размер основных компонентов компьютера уменьшается вдвое, на чипе того же размера становится возможно разместить в два раза больше элементов. В результате компьютер оказывается вдвое мощнее своего предшественника, созданного полтора года назад.
Если спроецировать закон Мура на будущее, можно увидеть, что размер соединений и логических элементов, из которых состоят компьютеры, лет через сорок должен будет достичь уровня атомов; следовательно, чтобы закон Мура действовал и дальше, ученым придется научиться создавать компьютеры, работающие на квантовом уровне. Квантовые компьютеры представляют собой последний рубеж миниатюризации.
Первые квантовые компьютеры появились десять лет назад, и количество битов, которые они могут содержать, удваивается почти раз в два года. Даже если эта скорость сохранится, пройдет еще полвека, прежде чем квантовые компьютеры смогут сравняться с сегодняшними по количеству битов. Квантовым компьютерам предстоит еще долгий путь до обычной «персоналки».
Одна из причин для создания квантовых компьютеров заключается в том, что они позволят понять, как Вселенная записывает и обрабатывает информацию. Один из лучших способов понять закон природы – это создать машину, которая бы иллюстрировала этот закон. Дэвид Кори из Массачусетского технологического института построил первый молекулярный квантовый компьютер, его квантовые аналоговые компьютеры могут выполнять вычисления, для которых потребовался бы обычный компьютер, превышающий размерами саму Вселенную. Как только ученые увидят как работают квантовые компьютеры, они смогут определить границы вычислительной способности Вселенной.
Возможно, через 100 лет изобретение квантовых компьютеров будут сравнивать с открытием огня?
Источник