|
Столкновение кварков раскрывает скрытую квантовую магию
|
|
|
|
Профессор физики из Лондонского университета Королевы Марии Крис Уайт вместе со своим братом-близнецом профессором Мартином Уайтом из Университета Аделаиды обнаружили удивительную связь между Большим адронным коллайдером (БАК) и будущим квантовых вычислений.
|
|
|
|
На протяжении десятилетий ученые стремились создать квантовые компьютеры, которые использовали бы причудливые законы квантовой механики для достижения гораздо большей вычислительной мощности, чем традиционные компьютеры. Недавно обнаруженное свойство, забавно названное "волшебством", имеет решающее значение для создания этих машин, но его генерация и усовершенствование остаются загадкой.
|
|
|
|
Для любой данной квантовой системы magic - это показатель, который показывает, насколько сложно ее вычислить на неквантовом компьютере. Чем выше magic, тем больше нам нужны квантовые компьютеры для описания поведения. Изучение магических свойств квантовых систем позволяет получить глубокое представление о разработке и использовании квантовых компьютеров.
|
|
|
|
Это новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review D, впервые демонстрирует, что БАК регулярно производит "волшебство". Изучая поведение верхних кварков, самых тяжелых из известных фундаментальных частиц, образующихся на БАКЕ, исследователи предсказали, что "волшебные верхние кварки" будут создаваться очень часто.
|
|
|
|
|
|
|
Интересно, что степень "волшебства", проявляемого этими верхними кварками, зависит от того, насколько быстро они движутся и в каком направлении - все это можно измерить с помощью детекторов ATLAS и CMS, которые наблюдают за результатами столкновений протонов в БАКЕ.
|
|
|
|
Это открытие имеет важное значение для понимания и потенциального усиления магии в других квантовых системах. "В то время как запутанность, при которой частицы становятся связанными, была основным направлением квантовых исследований", - объясняет профессор Крис Уайт.
|
|
|
|
"Наша работа исследует концепцию "магии" верхних кварков, которая, по сути, измеряет, насколько хорошо частицы подходят для создания мощных квантовых компьютеров".
|
|
|
|
Профессор Мартин Уайт добавляет: "В эксперименте ATLAS уже были обнаружены свидетельства квантовой запутанности. Мы показали, что БАК может также наблюдать более сложные модели квантового поведения при самых высоких энергиях, которые когда-либо использовались для подобных экспериментов".
|
|
|
|
Потенциальные преимущества квантовых компьютеров огромны, они влияют на такие области, как разработка лекарств и материаловедение. Однако использование этой мощности требует надежных и контролируемых квантовых состояний, и "магия" играет решающую роль в достижении такого контроля.
|
|
|
|
Исследование братьев Уайт прокладывает путь к более глубокому пониманию связи между квантовой теорией информации и физикой высоких энергий. "Изучая "магию" производства топ-кварков, - говорит профессор Крис Уайт, - мы создаем новый мост между этими двумя захватывающими областями физики".
|
|
|
|
Кроме того, это исследование подчеркивает потенциал БАК как уникальной платформы для изучения границ квантовой теории.
|
|
|
|
Это открытие касается не только самых тяжелых частиц во Вселенной; оно раскрывает потенциал революционно новой вычислительной парадигмы.
|
|
|
|
Источник
|
