Mga Bagong Batas sa Physics na Sinubukan Gamit ang Mga Quantum Computers upang Lumikha ng isang “Toy Universe”

Isang quantum circuit. Kredito: Unibersidad ng Aalto

Ang simulation ng mga di-hermit na mekanika ng kabuuan na gumagamit ng isang computer na kwantum ay lumalampas sa daang mga kombensyon.

Gumamit ang mga mananaliksik ng Aalto ng isang computer ng kabuuan ng IBM upang tuklasin ang isang hindi napapansin na larangan ng pisika at hinamon ang 100 taon ng mahahalagang ideya tungkol sa impormasyong nasa kabuuan na antas.

Ang mga batas ng pisika ng kabuuan na namamahala kung gaano kaliliit ang mga bagay na kumilos gumamit ng mga operator ng matematika na tinatawag na Hermitian Hamiltonians. Ang mga Hermit operator ay naging pundasyon ng quantum physics sa loob ng halos 100 taon, ngunit kamakailan lamang ay napagtanto ng mga teoretista na posible na pahabain ang kanilang pangunahing mga equation gamit ang mga di-Hermitian Hermitian operator. Ang mga bagong equation ay tumutukoy sa isang uniberso na may sariling mga panuntunan: halimbawa, sa pamamagitan ng pagtingin sa salamin at pag-reverse ng direksyon ng oras, dapat mong makita ang iyong bersyon ng pareho sa totoong mundo. Sa kanilang bagong papel, isang pangkat ng pagsasaliksik na pinangunahan ni Docent Sorin Paraoanu ay gumamit ng isang computer na kabuuan upang lumikha ng isang uniberso ng laruan na kumikilos ayon sa mga bagong patakaran. Ang koponan ay batay sa unang may-akda ng artikulo na si Dr. Kasama rito sina Shruti Dogra at Artem Melnikov mula sa MIPT at Terra Quantum.

Ang mga mananaliksik ay gumawa ng qubits, ang bahagi ng computer na kabuuan na nagsasagawa ng mga kalkulasyon, kumilos ayon sa mga bagong patakaran ng mga hindi mekanikal na mekanismo ng hindi Hermit. Eksperimental na ipinakita nila ang maraming kapanapanabik na mga resulta na pinagbawalan ng regular na Hermitian kuantum na mekanika. Ang unang natuklasan ay ang pag-apply ng mga proseso sa qubits ay hindi nag-iingat ng impormasyong pang-kabuuan – tulad ng isang pangunahing pag-uugali para sa pamantayang teoryang kabuuan na nagreresulta sa kasalukuyang hindi nalutas na mga problema tulad ng kabalintunaan ng Black Hole na Impormasyon ni Stephen Hawking. Ang pangalawang kapanapanabik na resulta ay dumating nang mag-eksperimento sila ng dalawang nakakabit na qubits.

Ang Entanglement ay isang uri ng ugnayan sa pagitan ng mga qubit na tila nakakaranas ng isang mahiwagang koneksyon na nagpapahintulot sa kanila na kumilos na naka-sync sa bawat isa. Si Einstein ay labis na nabalisa ng konseptong ito, na tinutukoy ito bilang “nakakatakot na aksyon sa malayo. Sa normal na physum na kabuuan, hindi posible na baguhin ang antas ng pagkakagulo sa pagitan ng dalawang mga maliit na butil sa pamamagitan ng pag-aakma sa isa sa mga maliit na butil. Gayunpaman, sa mga hindi mekanikal na mekanika ng kabuuan, nabago ng mga mananaliksik ang antas ng pagkakagulo ng mga qubit sa pamamagitan ng pagmamanipula lamang ng isa sa mga ito: isang resulta na malinaw na wala sa lugar sa normal na pisika ng kabuuan.

“Ano ang kapana-panabik tungkol sa mga resulta na ito ay ang mga computer na kabuuan ay napalaki nang sapat upang masimulan ang paggamit sa kanila upang subukan ang mga hindi pangkaraniwang ideya na matematika lamang,” sabi ni Sorin Paraoanu. “Sa kasalukuyang pag-aaral, ang nakakatakot na kilusan ni Einstein mula sa malayo ay naging mas nakakatakot. At bagaman lubos naming naiintindihan kung ano ang nangyayari, kinikilig ka pa rin nito. “

Ang pananaliksik ay mayroon ding mga potensyal na aplikasyon. Maraming mga bagong aparatong optikal o batay sa microwave na binuo kamakailan na tila kumikilos alinsunod sa mga bagong patakaran. Ang kasalukuyang trabaho ay nagbibigay daan sa pag-simulate ng mga aparatong ito sa mga computer na kabuuan.

Isang artikulong may pamagat na “Quantum simulation of breaking parity-time symmetry with a superconducting quantum processor” Physics ng Komunikasyon. Ang pag-aaral ay isinasagawa sa ilalim ng Finnish Academy of Excellence sa Quantum Technology (QTF) ng Finnish Academy

Sanggunian: “Quantum simulation of breaking parity-time symmetry with a superconducting quantum processor” Peb 15, 2021, Magagamit dito. Physics ng Komunikasyon.
DOI: 10.1038 / s42005-021-00534-2

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang pag-iimbak ng nababagong enerhiya sa mga bato sa halip na mga baterya ng lithium

Kapag may labis na kuryente mula sa hangin o solar na enerhiya, sisingilin ang supply ng enerhiya. Ginagawa ito gamit ang isang sistema...

Ang Flat Pasta ay Pinagbuti Na Ang Morphs Sa Hugis Kapag Luto

Pinangunahan ng CMU Lab ang pagbuo ng pasta na humuhubog kapag luto na. Kredito: Carnegie Mellon University Ang mga flat-pack noodle ay lumilikha ng...

Mga debate sa mga Dalubhasa: Na-diagnose ba ang PTSD?

Ang ilang mga klinika ay nag-aalala na post-traumatic stress disorder (PTSD) ang diyagnosis ay nadagdagan sa buong lipunan ng Kanluran mula pa noong huling...

Ang ilaw ng Zap ay nagpapalit ng mga kulay at pattern ng mga bagay

Ang bagong sistema ay gumagamit ng ilaw na UV na inaasahang sa mga bagay na natatakpan ng isang tinain na pinapagana ng ilaw upang...

Oo, Maaari kang Magkaroon ng Higit sa 150 Mga Kaibigan

Ang mga indibidwal ay maaaring mapanatili ang matatag na mga pakikipag-ugnay sa lipunan na may halos 150 katao. Ito ay isang mungkahi na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.