Квантовые «родимые пятна» хранят память о прошлом системы
Физики из Гарвардского университета и других институтов выяснили, что квантовые системы, в отличие от классических, не забывают своего прошлого. В статье, опубликованной в Physical Review X, они ввели понятие «квантовых родимых пятен» — статистических следов начального состояния и раннего развития, которые сохраняются в изолированных квантовых системах. Об этом пишет издание Phys.org.
Классические эргодические системы со временем «забывают» свои начальные условия, но квантовая эволюция может сохранять память о прошлом благодаря эффектам когерентности. Авторы работы математически показали, что эволюционирующие квантовые состояния сохраняют статистические следы своей истории, что ограничивает их способность к полной потере памяти, ожидаемой в классических эргодических системах.
Эффект разделяется на две части: универсальный фактор памяти, который присутствует для любого нестационарного состояния и определяется симметриями системы, и фактор возрождения, возникающий из-за ранних возвратов, связанных с квантовыми рубцами. «Существует своего рода эффект Золушки: если начальное состояние не исследовало всё доступное фазовое пространство к полуночи (формально, к времени Таулесса), оно никогда этого не сделает», — пояснил ведущий автор Джоонас Кески-Рахконен.
Исследователи провели компьютерные расчеты для частицы в стадионной полости, которые подтвердили, что долгосрочные вероятностные паттерны сохраняют следы начального состояния. Работа предлагает общую теоретическую основу, которая может объединить различные типы квантовых рубцов и помочь в интерпретации других эффектов квантовой памяти и локализации.
