loader

Физики разрабатывают новый Протокол квантования

  • Физики разрабатывают новый Протокол квантования

Уэльс: На шаг ближе к пониманию квантовой механики - физики университета Суонси (Уэльс, Великобритания) разрабатывают новый протокол квантового моделирования.

Для большинства повседневных событий, таких как катание на велосипеде, использование лифта или ловли мяча, классическая (ньютоновская) механика совершенно точна, пишет Scienmag.

Однако, в атомных и субатомных масштабах Природа описывается квантовой механикой, сформулированной около 100 лет назад, и классно характеризуется физиком-теоретиком Ричардом Фейнманом, когда он сказал: «Я думаю, что могу смело сказать, что никто не понимает квантовую механику».

Даже сегодня понимание динамики квантово-механических систем, состоящих из большого числа взаимодействующих частиц, остается одной из самых сложных проблем физики.

Для решения этой задачи междисциплинарное исследовательское сотрудничество теоретиков квантовой информации из Физического факультета Университета Суонси разработало новый протокол квантового моделирования.

В своем теоретическом исследовании, опубликованном в Physical Review X, физик высоких энергий профессор Герт Аартс вместе с доктором Маркусом Мюллером и Алехандро Бермудесом предлагают использовать холодные атомы в качестве контролируемых квантовых датчиков для экспериментального доступа к ключевым свойствам взаимодействующих квантовых теорий поля. Результаты могут осветить сложные, открытые вопросы в конденсированных средах и физике высоких энергий.

Квантовая теория поля обеспечивает унифицирующий язык, который описывает широкий спектр систем в природе во многих энергетических масштабах: от ультраохлажденных атомов в лаборатории до самых энергичных частиц на Большом адронном коллайдере.

Алехандро Бермудес сказал: «Краеугольным камнем квантовой теории поля является так называемый производящий функционал, из которого можно получить все корреляции между частицами». Профессор Аартс добавил: «Обычно это рассматривается как математический инструмент, который аккуратно сжимает всю соответствующую информацию о квантовой теории поля в единое, несколько абстрактное количество».

В этой работе команда показывает, как фактически производящий функционал можно измерить в лаборатории, используя струны захваченных ионов с лазерным охлаждением.

Ключевая идея новой схемы состоит в том, чтобы отобразить информацию о производящем функционале на совокупность запутанных квантовых датчиков, закодированных в электронных состояниях ионов.

«Эти квантовые датчики затем соединяются последовательностью точно-временных импульсов в квантовое поле, в значительной степени похожим на клавиши фортепиано, которые нужно нажимать в разное время, чтобы создать мелодию», - объясняет Мюллер. «Эта мелодия, соответствующая экспериментальному интерферометрическому измерительному сигналу, содержит соответствующую информацию о интересующей квантовой теории поля».

Результаты представляют собой важный шаг в более широкой теме квантовых симуляций, целью которых является понимание проблем в квантовой физике многих тел с помощью экспериментальных систем, которые могут быть точно использованы для представления исследуемой квантовой теории поля.


Оставайтесь в курсе последних событий!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram