![]() Comentarii Adauga Comentariu _ Îmbunătățirea simulărilor de spațiu curbat cu qubiți![]() _ Îmbunătățirea simulărilor de spațiu curbat cu qubiți< /h3>Una dintre ideile atrăgătoare pe care le-au venit fizicienii și matematicienii este aceea că spațiul în sine – nu doar obiectele din spațiu – poate fi curbat. Când spațiul se curbează (așa cum se întâmplă în mod dramatic lângă o gaură neagră), dimensiunile și direcțiile sfidează intuiția normală. Ceva la fel de simplu ca definirea unei linii drepte necesită o analiză atentă. Înțelegerea spațiilor curbe este importantă pentru a ne extinde cunoștințele despre univers, dar este îngrozitor de dificil să studiezi spațiile curbe într-un cadru de laborator (chiar și folosind simulări) . O colaborare anterioară între cercetătorii de la JQI a explorat utilizarea circuitelor labirintice formate din rezonatoare supraconductoare pentru a simula fizica anumitor spații curbe (a se vedea povestea anterioară pentru informații suplimentare de fundal și motivarea acestei linii de cercetare). În special, echipa a analizat rețelele hiperbolice care reprezintă spații – numite spații curbate negativ – care au mai mult spațiu decât poate încăpea în spațiul nostru „plat” de zi cu zi. Lumea noastră tridimensională nici măcar nu are suficient spațiu pentru un spațiu bidimensional curbat negativ. Acum, într-o lucrare publicată în revista Physical Review Letters pe 3 ianuarie 2022, aceeași colaborare între grupurile JQI Fellows Alicia Kollár și Alexey Gorshkov, care este, de asemenea, Fellow al Centrului Comun pentru Informații Cuantice și Informatică, extinde potențialele aplicații ale tehnicii pentru a include simularea unei fizici mai complicate. Ei au stabilit un cadru teoretic pentru adăugarea de qubiți – blocurile de bază ale calculatoarelor cuantice – care să servească drept materie într-un spațiu curbat format dintr-un circuit plin de microunde care curg. Mai exact, ei au luat în considerare adăugarea de qubiți care se schimbă între două stări cuantice atunci când absorb sau eliberează un foton de microunde - o particulă cuantică individuală a microundelor care parcurg circuitul. „Aceasta este o nouă frontieră în experimente de masă care studiază efectele curburii asupra fenomenelor fizice”, spune primul autor Przemyslaw Bienias, un fost cercetător asistent JQI care lucrează acum pentru Amazon Web Services ca om de știință Quantum Research. „Aici avem un sistem în care această curbură este uriașă și este foarte interesant să vedem cum influențează fizica.” Pentru ca cercetătorii să folosească aceste simulări, au nevoie de o înțelegere detaliată a modului în care simulările reprezintă un spațiu curbat. și chiar mai important în ce situații eșuează simularea. În special, marginile care trebuie să existe pe circuitele fizice utilizate în simulări trebuie luate în considerare cu atenție, deoarece oamenii de știință sunt adesea interesați de un spațiu curbat infinit fără margini. Acest lucru este deosebit de important pentru rețelele hiperbolice, deoarece au aproape același număr de locuri pe marginea rețelei ca și în interior. Deci, echipa a identificat situații în care circuitele ar trebui să reflecte realitatea unui spațiu curbat infinit, în ciuda marginii circuitului și a situațiilor în care viitorii cercetători vor trebui să interpreteze rezultatele cu atenție. Echipa a descoperit că anumite proprietăți, cum ar fi cât de probabil sunt un qubit este să elibereze un foton, nu ar trebui să fie afectat dramatic de marginea circuitului. Dar alte aspecte ale fizicii, cum ar fi proporția de stări pe care le ocupă fotonii la o anumită energie totală partajată, vor fi puternic influențate de margine. Cu o îngrijire adecvată, acest tip de simulare va oferi o privire asupra cât de curbe sunt spațiile negative pentru o lume complet nouă a fizicii. „În această lucrare, am pus întrebarea „Ce se întâmplă când adăugați qubiți la fotonii care trăiesc pe acele rețele hiperbolice?”. Bienias spune. „Ne întrebăm: „Ce tip de fizică apare acolo și ce tip de interacțiuni sunt posibile?”. Cercetătorii au analizat mai întâi modul în care cuptorul cu microunde și un singur qubit din circuit se pot combina. Echipa prezice că dimensiunea stărilor cuantice speciale în care un foton este atașat la un anumit qubit - o stare legată - va fi limitată de spațiul curbat într-un mod care nu se întâmplă în spațiul plat. Imaginea din partea dreaptă de mai sus arată o astfel de stare, cu o culoare mai închisă care arată unde fotonul este cel mai probabil să fie găsit în jurul qubitului reprezentat de punctul gri. Au investigat apoi ce se întâmplă atunci când există mai mulți qubiți. adăugat la un circuit plin de cuptoare cu microunde. Fotonii care călătoresc între qubiți servesc ca intermediari și permit qubiților să interacționeze. Analiza echipei sugerează că fotonii care determină interacțiunea qubiților tind să călătorească de-a lungul celei mai scurte căi dintre cele două puncte din circuit - corespunzând celei mai scurte distanțe din spațiul curbat simulat. Una dintre aceste căi prin spațiul curbat este afișată în imaginea din partea stângă de mai sus. Acest rezultat corespunde așteptărilor actuale ale fizicienilor cu privire la un astfel de spațiu și este un semn promițător că simulările vor dezvălui rezultate utile în situații mai complexe. În plus, cercetătorii prevăd că curbura va limita gama interacțiunilor. între qubiți similar modului în care limitează dimensiunea stărilor individuale legate. Simulările care utilizează această configurație le-ar putea permite oamenilor de știință să exploreze comportamentul multor particule care interacționează într-un spațiu curbat, ceea ce nu este practic de studiat folosind calculul numeric brut. Aceste rezultate se bazează pe cercetările anterioare și oferă instrumente suplimentare pentru explorare. o nouă fizică folosind circuite supraconductoare pentru a simula spațiul curbat. Includerea interacțiunilor explorate în această lucrare ar putea ajuta la utilizarea simulărilor pentru a investiga subiectul numit corespondență AdS/CFT care combină teoriile gravitației cuantice și teoriile câmpului cuantic. „Conectivitatea hiperbolică este extrem de utilă în calculul clasic. , care stă la baza, de exemplu, a unora dintre cele mai eficiente coduri clasice de corectare a erorilor utilizate astăzi”, spune Kollár. „Știm acum că adăugarea de qubiți la o rețea de rezonanță hiperbolic va dota interacțiunile qubiților cu structură hiperbolice, mai degrabă decât cu curbura plată nativă a laboratorului. Acest lucru ne deschide ușa pentru a ne permite să efectuăm experimente directe pentru a examina efectul hiperbolic. conectivitate pe biți cuantici și informații cuantice.”
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
ieri 23:54
_ Secretele formării timusului dezvăluite
ieri 23:54
_ Găsirea supraconductivității în nichelați
ieri 23:54
_ Cum și-a primit universul câmpul magnetic
ieri 23:44
_ Secretele formării timusului dezvăluite
ieri 19:47
_ Prince of Wales' Bucharest visit roundup
ieri 19:43
_ Peter Thiel renunță la consiliul lui Meta
ieri 19:02
_ Belarus furnizează arme Rusiei
ieri 17:43
Secretele formării timusului dezvăluite
ieri 15:53
_ Revizuirea istoriei teoremei CPT
ieri 15:53
_ Unde sunt următorii virusuri zoonotice?
ieri 15:53
_ Poliția publică este o instituție lacomă
ieri 15:53
_ Urbanismul timpuriu găsit în Amazon
ieri 14:40
_ De ce se tem șoarecii masculi de banane?
ieri 11:52
_ Festival dedicat plutăritului
ieri 10:38
_ Jamie Redknapp dezvăluie, în glumă
ieri 10:13
_ VIDEO - Manifestație pro-Dodon la Chișinău
|
Comentarii:
Adauga Comentariu