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科学家理论化量子问题的解决方案连接引力异常和计算能力

科学家理论化量子问题的解决方案连接引力异常和计算能力

Universe Is A Simulation
科学家发表了一项研究,将重力异常和计算能力联系起来,这可能是未来高级计算机模拟的关键。 照片:路透社

“黑客帝国”永远地将慢动作墙壁运行的想法永生化,并在空中停止嗖嗖的子弹,带着冷漠和骑车的阴影。 它还带来了科学理论,该理论在科学理论和阴谋的世界中随着时间的推移而形成了广泛的追随者。 我们可能都在模拟和我们所知道的世界的理论都是计算机程序。

牛津大学和希伯来大学的科学家在“科学进步”杂志上发表了 ,证明这种模拟是不可能的,至少我们目前的计算知识是这样。 他们更进了一步,解决了现有这种程序的复杂性和可行性。

在研究量子系统的计算机模拟时,研究人员Zohar Ringel和Dmitry Kovrizhin发现计算机程序可能模拟生命和我们所知的几个量子系统。 从技术上讲,他们的理论,如果被概念化,可以给计算机足够的处理能力来模拟整个生命系统。 但是,他们发现了一个重要的绊脚石。

如果在模拟期间计算过程所需的资源随着添加到模拟中的每个新粒子线性增加,那么模拟运行所需的处理能力将不会增长太快而被认为是不可能的。 但是,如果计算能力的需求随着添加到系统中的每个粒子呈指数增长,则需求将超过增加处理能力的能力,从而使系统无用。

众所周知,在许多高磁场,低温系统中存在称为蒙特卡罗模拟的现象,其不能被任何局部量子捕获,因此无法被观察到。 由于无法测量,多年来一直在逃避有效的数值模拟算法。当已经观察到但无法模拟的量子系统存在时,这些研究人员安全地确定这证明我们需要解决量子科学中的复杂性,如Monte -Carlo模拟能够模拟生命的技术。

在凝聚态物理领域,它被称为热霍尔传导。 在关于高能粒子研究的物理学中,它被称为引力异常。 研究人员认为,在这种效应中找出一个小的“符号”问题可以使大规模的量子模拟成为可能,有效地让地球上的每个人吞下一颗红色药丸,这表明事实上我们都可能只是模拟在计算机程序里面跑来跑去。

热霍尔效应是在与温度粒子或介质的流动方向相反的方向上产生电流。 它是时空对称性的基本开关。 由于量子系统中存在重力异常,因此获得的负号是不可能的。 这被称为符号问题并且有效地破坏了它的应用,因为它不能解决仿真系统中的组件问题。

“我们的工作在两个看似无关的主题之间提供了一个有趣的联系:引力异常和计算复杂性。它还表明,热霍尔电导是一种真正的量子效应:没有局部经典类比的存在,”Zohar Ringel教授说。希伯来大学和该论文的共同作者。

通过将重力异常与计算能力联系起来,当机器人的计算能力超过人类大脑时,机器人接管人类工作和生活的问题就会提高,并且它们有效地能够模拟生命。

Ringel补充说,复杂计算的数量需要数年才能达到可以超越人类的地方,我们现在不必担心它。 “当谈到物理上重要的复杂量子数据子集时,一类像蒙特卡罗算法一样广泛的算法,不能超越我们,并且不太可能在不久的将来,”他补充说。


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