Квантовый компьютер не зависит от стрелы времени.

Продолжение. Первая часть материала доступна .

Это звучит странно. Большинство тех, кого я знаю, увлечены работой. Они делают наоборот: исходят из времени, которое могут уделить работе. Могу взять пример главного редактора Rusbase, Элины Асфагановой . Я ей как ни напишу, она все время работает. Она отталкивается от работы как от камня, на котором строит свою жизнь. Например, если она в состоянии работать 15 часов в день, семь дней в неделю, в сумме получится 105 часов в неделю. Она думает, что эти 105 часов сделают ее более эффективной, а Rusbase – более посещаемым. В реальности я бы рекомендовал думать не так. Я бы ей рекомендовал больше времени проводить со своим парнем. Больше времени проводить с тем псом, с которым она живет уже некоторое время. А остаток времени предельно эффективно тратить на Rusbase. Я уверен: она бы увидела, что в результате работы, например, не 105 часов в неделю, а 35 – 40, она успевает больше, чем за 105.

Да, не скрою: рискнуть и попытаться проверить эту теорию тяжело. Было исследование, в котором говорилось, что есть люди, подсознательно желающие верить в то, что их усилия приносят результат. И наоборот: результат – всегда следствие усилий. Большинство тех, кого я знаю, не верят в решения, которые кажутся простыми, и ищут лишних сложностей. Из-за этого хочется работать больше – кажется, что тем самым будешь успевать больше.

Где кроется ошибка?

Вы можете руководствоваться множеством методик. Вряд ли я в них разбираюсь лучше, чем вы. Есть методики ведения списков дел, где вы распределяете обязанности. Например, утром вы делаете одну корзину задач, потом отдыхаете – идете в бассейн, магазин, смотрите кино. Потом вы делаете вторую корзину.

Есть методика, где вы берете более сложные дела и выполняете их в начале дня, потом отдыхаете, а потом делаете мелкие задачи. Есть даже целые диаграммы, где показано, как свое время в течение суток распределяли известные люди. Кто-то работал по ночам, кто-то –утром.

Да, у каждого своя методика. Но я призываю вас понять, что никто не стал бы великим и успешным, если бы он свою жизнь устроил по принципу «работать больше и по максимуму, остальное время тратить на личную жизнь».

Это фундаментальная ошибка.

Как свое время распределяю я

Все просто. Греческий философ Платон сказал, что размышления невозможны без праздности. Цитата, возможно, неточная, но идея именно в этом.

Мысли приходят к человеку, который не занят никаким делом. Только к тому, кто ничего не делает и отдыхает.

Попробуйте подумать об этом. Если вы все время работаете, если у вас нет возможности отдохнуть, выпить чашечку кофе, погулять и также что-нибудь выпить – вы не сможете обдумывать свои решения и делать правильные шаги. А если вы каждый день будете уделять себе время на мысли, на обдумывание решений, вы станете намного более эффективным.

Именно исходя из этого я распределяю свое время. Моя основная задача как гендиректора «Доктора на работе» – это принимать решения. Придумывать идеи и, по сути, делиться ими с коллегами. А затем смотреть, как мои задачи выполняются. Многие идеи могут оказаться ошибочными, какие-то – будут правильными. Но основная ценность меня для компании – это то, как я думаю. И для моего «думания» мне нужно время. Основная часть моей – работы это «ничегонеделание» и «думание». Я могу это делать в офисе или за рулем в автомобиле. Я могу ничего не делать и пребывать в праздности дома, в парке. Все это время мне нужен только мобильный телефон, куда я заношу дела, идеи и задачи.

Как я уже рассказывал, все мои записи в телефоне делятся на три категории. Первая категория – это идеи , которые нужно проверить. Вторая категория – это задачи , которые нужно поставить моим коллегам. И третья категория – это вопросы , ответы на которые позволят мне, возможно, в будущем, придумать новые идеи.

Я могу привести пример. Идея – в письмах врачам «Доктора на работе» сделать крупнее шрифт. Я такую идею сообщаю разработчикам. Они проводят тестирование и выясняют, что увеличение шрифта снизило эффективность писем. Мы понимаем, что идея была глупая, гендиректор – идиот, а шрифт надо возвратить к обычному размеру.

Задачи. Например, я могу понять, что нам в офисе срочно нужно поменять кофемашину. Потому что у меня есть идея – «старая кофемашина уже не справляется». Я пишу себе в телефон задачу: «Поменять кофемашину» – и затем ее уже реализую в виде более обширной задачи моему коллеге.

Вопросы. Например, мне может прийти в голову идея – а что, если нам отказаться от одного из видов услуг для клиентов с тем, чтобы сфокусироваться на других услугах? Я записываю себе вопрос, какую долю в нашей выручке занимает эта услуга и какие издержки мы несем по ее оказанию. Этот вопрос я могу отправить, например, нашему главному бухгалтеру. И она мне сообщит, как там обстоят дела в действительности. Исходя из этого я приму решение, что делать дальше.

Итак, мой рабочий день – это примерно часов 15, которые прерываются на еду, чтение Rusbase, написание постов в собственный Facebook и так далее… Из этих 15 часов я просто думаю часов 10 каждый день. Представляете себе? Просто думаю. В оставшиеся пять часов входит, например, подробное расписывание задач, идей и тех заданий, что я придумал за предыдущие 10 часов. Обычно у меня это отнимает часа три. Каждый день. Еще два часа два – на вынужденные обязанности генерального директора, которых я стараюсь избегать, но они меня вечно настигают: подписание документов, совещания, встречи, иногда – поездки к клиентам и партнерам. Иногда – встречи с со-инвесторами.

Вы видите, что из моего времени две третьих уходит просто на размышления, в этом моя ценность. Я знаю кучу предпринимателей, особенно молодых, которые все время работают и не успевают думать. Они вот что-то там клепают-клепают, программируют, пишут презентации – еще, еще, еще.

Потом с ним разговариваешь, спрашиваешь: а вы подумали, как будете бороться с такими-то конкурентами? Они говорят: «О, нет! Что? Когда? Где? Мы же работали, у нас на это не было времени».

У очень занятых людей нет времени думать и генерировать идеи, которые сделают их богатыми. В этом их большая проблема.

Оставшееся время за пределами этих 15 рабочих часов я в основном уделяю спорту или семье: мы ходим в театры и музеи, куда-то ездим, смотрим кино и так далее. При этом у меня есть жесткое правило: я работаю только в рабочие дни. В выходные дни – субботу, воскресенье, праздники – я могу все время думать, но при этом максимум, что я делаю – это записываю свои идеи в телефон.

Я не сажусь за компьютер. У меня специально нет дома ни компьютера, ни ноутбука, ни планшета. Дома я должен быть свободен от того времени, что я трачу на непосредственно работу с документами, файлами, текстами и так далее. Хотя, даже просто записывая идеи в телефон, я частенько я себя чувствую предателем по отношению к своей жене – она справедливо бывает возмущена.

Например, в субботу мы с ней гуляем по парку – и я вдруг останавливаюсь и начинаю записывать свою идею. Тут она понимает, что я ее не слушал, а вместо этого думал о работе. После чего меня настигает жестокое наказание. Ну, здесь уже существенно сказывается моя увлеченность .

Суммируя мои предложения о распределении времени для предпринимателей – я вам советую до половины времени каждый день тратить на обдумывание. На чтение источников, которые вам позволят думать. На обсуждение информации с теми людьми, которые вам помогут что-то придумать. Не на работу.

10% времени можно тратить на запись того, что вы придумали, на проверку и внедрение этих идей. И еще 10 – 15 % – непосредственно на работу. Например, если вы программист, то в это время можно писать код.

Если вы посмотрите фильм от конца до начала, то вы, вероятно, запутаетесь, но квантовый компьютер этого не сделает. К такому выводу пришли исследователь Миле Гу из центра квантовых технологий (Cqt) Национального университета Сингапура и Наньянского технологического университета, а также другие ученые.

В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review X, международная команда ученых показывает, что квантовый компьютер в меньшей степени зависит от «стрелы времени», чем классический компьютер. В некоторых случаях, кажется, что квантовому компьютеру как будто вообще не нужно различать причины и следствия.

Новая работа вдохновлена ​открытием, сделанным почти 10 лет назад учеными Джеймсом Крачфилдом и Джоном Махони в Университете Калифорнии. Они показали, что многие статистические последовательности данных будут иметь встроенную стрелу времени.

Наблюдатель, который видит данные, воспроизводимые от начала до конца, как и кадры фильма, может моделировать то, что будет дальше, используя лишь скромный объем информации о том, что произошло раньше. Наблюдатель, который пытается смоделировать систему в обратном направлении, получает гораздо более сложную задачу — потенциально необходимо отслеживать на порядок больше информации.

Это открытие стало известно как причинная асимметрия. Она кажется интуитивно понятным — ведь моделирование системы, когда время идет назад, похоже на попытку вывести причину из следствия. Мы привыкли находить это более сложным, чем прогнозирование эффекта от причины. В повседневной жизни понимание того, что будет дальше, легче, если вы знаете, что только что произошло, и что произошло до этого.

Однако исследователи всегда были заинтригованы тем, чтобы обнаружить асимметрии, связанные с упорядочением времени. Это связано с тем, что фундаментальные законы физики неоднозначны относительно того, движется ли время вперед или наоборот, назад. «Когда физика не навязывает никакого направления во времени, откуда возникает каузальная асимметрия — дополнительные расходы памяти, необходимые для устранения причины и следствия?» спрашивает Гу.

Первые исследования причинно-следственной асимметрии использовали модели с классической физикой для генерации предсказаний. Крачфилд и Махони объединились с Гу и его коллегами чтобы выяснить, изменила ли квантовая механика ситуацию.

И они обнаружили, что это произошло. Модели, использующие квантовую физику, как доказывает команда, могут полностью уменьшить нагрузку на память. Квантовая модель, вынужденная эмулировать процесс в обратном времени, всегда будет превосходить классическую модель, эмулирующую процесс в будущем.

Эта работа имеет ряд глубоких последствий. «Самое захватывающее для нас — это возможная связь со стрелой времени», — говорят ученые. «Если причинная асимметрия встречается только в классических моделях, то это предполагает, что наше восприятие причины и следствия, и, следовательно, время, может возникнуть из применения классического объяснения событий в фундаментально квантовом мире».

Наиболее знаковой является термодинамическая стрела. Это происходит от идеи, что беспорядок, или энтропия, всегда будет увеличиваться — немного здесь и там, во всем, что происходит, пока Вселенная не закончится как один большой, горячий беспорядок. Хотя причинная асимметрия не совпадает с термодинамической стрелой, они могут быть взаимосвязаны. Классические модели, которые отслеживают больше информации, также генерируют больше беспорядка. Все намекает на то, что причинная асимметрия может иметь энтропийные последствия.

Точное решение уравнения Шредингера может быть найдено лишь в сравнительно небольшом числе простейших случаев. Большинство задач квантовой механики приводит к слишком сложным уравнениям, которые не могут быть решены точным образом. Часто, однако, в условиях задачи фигурируют величины разного порядка; среди них могут оказаться малые величины, после пренебрежения которыми задача упрощается настолько, что делается возможным ее точное решение. В таком случае первый шаг в решении поставленной физической задачи состоит в точном решении упрощенной задачи, а второй - в приближенном вычислении поправок, обусловленных малыми членами, отброшенными в упрощенной задаче. Общий метод для вычисления этих поправок называется теорией возмущений.

Предположим, что гамильтониан данной физической системы имеет вид

где V представляет собой малую поправку (возмущение) к «невозмущенному» оператору . В § 38, 39 мы будем рассматривать возмущения V, не зависящие явно от времени (то же самое предполагается и в отношении ). Условия, необходимые для того, чтобы можно было рассматривать оператор V как «малый» по сравнению с оператором , будут выяснены ниже.

Задача теории возмущений для дискретного спектра может быть сформулирована следующим образом. Предполагается, что собственные функции и собственные значения дискретного спектра невозмущенного оператора известны, т. е. известны точные решения уравнения

Требуется найти приближенные решения уравнения

т. е. приближенные выражения для собственных функций и значений возмущенного оператора Н.

В этом параграфе мы будем предполагать, что все собственнее значения оператора не вырождены. Кроме того, для упрощения выводов будем считать сначала, что имеется только дискретный спектр уровней энергии.

Вычисления удобно производить с самого начала в матричном виде. Для этого разложим искомую функцию по функциям

Подставляя это разложение в (38,2), получим

а умножив это равенство с обеих сторон на и интегрируя, найдем

Здесь введена матрица оператора возмущения V, определенная с помощью невозмущенных функций

Будем искать значения коэффициентов и энергии Е в виде рядов

где величины - того же порядка малости, что и возмущение V, величины - второго порядка малости, и т. д.

Определим поправки к собственному значению и собственной функции, соответственно чему полагаем: . Для отыскания первого приближения подставим в уравнение сохранив только члены первого порядка. Уравнение с дает

Таким образом, поправка первого приближения к собственному значению равна среднему значению возмущения в состоянии

Уравнение (38,4) с дает

а остается произвольным и оно должно быть выбрано так, чтобы функция была нормирована с точностью до членов первого порядка включительно.

Для этого надо положить Действительно, функция

(штрих у знака суммы означает, что при суммировании по надо опустить член ортогональна а поэтому интеграл от отличается от единицы лишь на величину второго порядка малости.

Формула (38,8) определяет поправку первого приближения к волновым функциям. Из нее, кстати, видно, каково условие применимости рассматриваемого метода. Именно, должно иметь место неравенство

т. е. матричные элементы возмущения должны быть малы по сравнению с соответствующими разностями невозмущенных уровней энергии.

Определим еще поправку второго приближения к собственному значению . Для этого подставляем в (38,4) и рассматриваем члены второго порядка малости. Уравнение дает

(мы подставили ) из (38,7) и воспользовались тем, что в силу эрмитовости оператора

Отметим, что поправка второго приближения к энергии нормального состояния всегда отрицательна. Действительно, если соответствует наименьшему значению, то все члены в сумме (38,10) отрицательны.

Дальнейшие приближения можно вычислить аналогичным образом.

Полученные результаты непосредственно обобщаются на случай наличия у оператора также и непрерывного спектра (причем речь идет по-прежнему о возмущенном состоянии дискретного спектра). Для этого надо только к суммам по дискретному спектру прибавить соответствующие интегралы по непрерывному спектру.

Будем отличать различные состояния непрерывного спектра индексом v, пробегающим непрерывный ряд значений; под условно подразумевается совокупность значений величин, достаточных для полного определения состояния (если состояния непрерывного спектра вырождены, что почти всегда и бывает, то задания одной только энергии недостаточно для определения состояния). Тогда, например, вместо (38,8) надо будет писать

и аналогично для других формул.

Полезно привести также формулу для возмущенных значений матричных элементов какой-либо физической величины вычисленных с точностью до членов первого порядка с помощью функций из (38,8). Легко получить следующее выражение)

В первой сумме , а во второй .

Задачи

1. Определить поправку второго приближения к собственным функциям.

Решение. Коэффициенты вычисляем из уравнений (38,4) с , написанных с точностью до членов второго порядка, а коэффициент подбираем так, чтобы функция была нормирована с точностью до членов второго порядка. В результате находим

где мы ввели частоты

2. Определить поправку третьего приближения к собственным значениям энергии.

Решение. Выписывая в уравнении (38,4) с члены третьего порядка малости, получим

3. Определить уровни энергии ангармонического линейного осциллятора с гамильтонианом

Решение. Матричные элементы от можно получить непосредственно согласно правилу умножения матриц, используя выражение (23,4) для матричных элементов от х. Для отличных от нуля матричных элементов от найдем

Диагональные элементы в этой матрице отсутствуют, так что поправка первого приближения от члена в гамильтониане (рассматриваемого как возмущение к гармоническому осциллятору) отсутствует. Поправка же второго приближения от этого члена - того же порядка, что и поправка первого приближения от члена Диагональные матричные элементы от имеют вид

С помощью общих формул (38,6) и (38,10) находим в результате следующее приближенное выражение для уровней энергии ангармонического осциллятора:

4. Сферическая потенциальная яма с бесконечно высокими стенками подвергается малой деформации (без изменения объема), принимая форму слабо вытянутого или сплюснутого эллипсоида вращения с полуосями и с. Найти расщепление уровней энергии частицы в яме при такой деформации (А. Б. Мигдал, 1959).

Решение. Уравнение границы ямы

путем замены переменных превращается в уравнение сферы радиуса Этой же заменой гамильтониан частицы (М - масса частицы; энергия отсчитывается от дна ямы) преобразуется в , где

Одна из самых революционных концепций, о которых мы узнали в 20-м веке, заключается в том, что время не является универсальной величиной - оно относительно. Скорость его хода полностью зависит от вашей скорости и ускорения в любой конкретный момент.

Но как время может идти одновременно быстрее и медленнее? - Как объясняется в одном из последних эпизодов MinutePhysics, чем больше вы двигаетесь, тем более замедляется темп времени. И речь идет не о нашем восприятии времени, а о скорости реального времени, которое, например, замедляют в экспериментах с помощью ускорения таких частиц, как мюоны и фотоны.

В теории относительности Эйнштейна замедление времени описывается как разница во времени между двумя событиями, измеренная наблюдателями, которые движутся относительно друг друга - в одну сторону или в разные, в зависимости от их приближения к гравитационной массе. В принципе, оно гласит, что чем быстрее мы идем, тем больше влияем на время. Но если время так относительно, как мы предполагаем, это может показаться противоречивым.

Представьте, если двое из нас движутся по пустому пространству в противоположных направлениях, а потом вдруг проходят мимо друг друга.

«С моей точки зрения кажется, что ты движешься, и, соответственно время должно идти медленнее для тебя. Но с твоей точки зрения двигаюсь я, так что время должно замедлиться для меня,» - говорится в ролике.

Посмотри на жирафа. Его высота 3 метра. И высота твоего жирафа для тебя тоже будет 3 метра. Однако поскольку ты повернут по отношению ко мне, для тебя высота моего жирафа будет только 2 метра. Я также повернут по отношению к тебе, и для меня высота твоего жирафа будет 2 метра. Таким образом, каждый думает, что другой определяет свою дистанцию как более длинную, но в этом нет противоречия. Это говорит только о том, что мы поворачиваем высоту и ширину относительно друг к друга.

Со временем происходит похоже: когда вы изменяете скорость, вы поворачиваете направление времени. Выглядит это так: если каждую пройденную секунду я двигаюсь налево, тогда время будет двигаться вправо и наоборот (см.видео, 1:24). Соответственно, когда на моих часах пройдет 3 секунды, я намеряю только 2 секунды на твоих. А когда 3 секунды пройдет на твоих часах, ты насчитаешь только 2 секунды у меня. Получается, каждый думает, что второй измеряет дистанцию времени у другого как более короткую, и здесь снова нет противоречия. Это лишь говорит о том, как ведет себя время, когда его поворачивают, и это влияет не только на отрывок времени, но и на наше понятие «одного и того же времени».