Pencarian untuk Mengukur Kuantitas | Majalah Kuanta

Pencarian untuk Mengukur Kuantitas | Majalah Kuanta

Pencarian untuk Mengukur Kuantitas | Majalah Quanta PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Pengantar

Sudah lebih dari 40 tahun sejak fisikawan Richard Feynman menyatakan bahwa membangun perangkat komputasi berdasarkan prinsip kuantum dapat menghasilkan kekuatan yang jauh lebih besar dibandingkan komputer โ€œklasikโ€. Dalam pidato utama tahun 1981 sering dikreditkan dengan meluncurkan bidang komputasi kuantum, Feynman menyimpulkan dengan sindiran yang sekarang terkenal:

โ€œAlam itu tidak klasik, sialan, dan jika Anda ingin membuat simulasi alam, sebaiknya Anda membuatnya menjadi mekanika kuantum.โ€

Sudah hampir 30 tahun sejak ahli matematika Peter Shor menemukan penggunaan pertama komputer kuantum yang berpotensi transformatif. Sebagian besar keamanan dunia digital dibangun berdasarkan asumsi bahwa memfaktorkan bilangan yang besar adalah tugas yang menantang dan memakan waktu. Shor menunjukkan cara menggunakan qubit โ€“ objek kuantum yang dapat berada dalam campuran 0 dan 1 โ€“ untuk melakukannya dalam sekejap, setidaknya dibandingkan dengan metode klasik yang diketahui.

Para peneliti merasa cukup yakin (meskipun tidak sepenuhnya yakin) bahwa algoritma kuantum Shor mengalahkan semua algoritma klasik karena โ€“ meskipun ada insentif yang luar biasa โ€“ tidak ada yang berhasil memecahkan enkripsi modern dengan mesin klasik. Tapi untuk tugas-tugas yang tidak semewah pemfaktoran, itu yang terbaik sulit untuk mengatakan dengan pasti apakah metode kuantum lebih unggul. Mencari aplikasi blockbuster lebih lanjut telah menjadi permainan tebak-tebakan yang serampangan.

โ€œIni adalah cara yang konyol untuk melakukan hal ini,โ€ kata Kristal Noel, seorang fisikawan di Duke University.

Selama 20 tahun terakhir, sebuah konfederasi yang terdiri dari fisikawan yang memiliki kecenderungan matematis dan ahli matematika yang memiliki kecenderungan fisik telah berupaya untuk lebih jelas mengidentifikasi kekuatan alam kuantum. Tujuan mereka? Untuk menemukan cara mengukur kuantumitas. Mereka memimpikan suatu angka yang dapat mereka tetapkan pada susunan qubit yang dihasilkan oleh suatu perhitungan kuantum. Jika angkanya rendah, maka perhitungan tersebut akan mudah disimulasikan di laptop. Jika tinggi, qubit mewakili jawaban atas masalah yang sangat sulit di luar jangkauan perangkat klasik mana pun.

Singkatnya, para peneliti mencari bahan fisik yang menjadi akar potensi kekuatan perangkat kuantum.

โ€œDi sinilah kuantum dimulai dalam arti yang sangat ketat,โ€ katanya Bill Fefferman, seorang peneliti kuantum di Universitas Chicago.

Pencarian mereka membuahkan hasil โ€” mungkin terlalu membuahkan hasil. Alih-alih menemukan satu metrik, para peneliti malah menemukan tiga metrik, masing-masing merupakan cara berbeda untuk memisahkan dunia kuantum dan klasik. Sementara itu, fisikawan mulai bertanya-tanya apakah kuantitas terkecil dari ketiganya muncul di luar komputer kuantum. Studi pendahuluan telah menemukan bahwa hal tersebut memang benar, dan mungkin menawarkan cara baru untuk menangani fase materi kuantum dan sifat destruktif lubang hitam.

Karena alasan ini, baik fisikawan maupun ilmuwan komputer telah berupaya memetakan topografi yang tepat dari kerajaan kuantum tiga bagian ini. Musim panas ini, tiga kelompok peneliti mengumumkan bahwa mereka telah merumuskan peta terbaik dari tiga provinsi yang paling tidak dikenal, sehingga menambahkan rincian penting pada pemahaman tentang di mana masa klasik berakhir dan masa kuantum sebenarnya dimulai.

โ€œSangat penting untuk memahami di mana cakrawala ini berada,โ€ katanya Kamil Korzekwa dari Universitas Jagiellonian di Polandia, salah satu peneliti di balik karya baru ini. โ€œApa sebenarnya kuantum tentang kuantum?โ€

Belitan

Pada tahun 1990-an, unsur fisik yang membuat komputer kuantum menjadi kuat tampak jelas. Pastilah keterjeratan, hubungan kuantum yang โ€œmenyeramkanโ€ antara partikel-partikel jauh yang oleh Erwin Schrรถdinger sendiri diidentifikasi sebagai โ€œciri khas mekanika kuantum.โ€

โ€œKeterikatan disebutkan dengan sangat cepat,โ€ kata Richard Jozsa, seorang ahli matematika di Universitas Cambridge. โ€œDan semua orang berasumsi itulah penyebabnya.โ€

Untuk sementara waktu, tampaknya pencarian bumbu kuantum penting tersebut telah berakhir bahkan sebelum dimulai.

Keterikatan, fenomena di mana dua partikel kuantum membentuk keadaan bersama, merangkum hal-hal sulit dalam melakukan mekanika kuantum โ€” dan dengan demikian, keunggulan komputer kuantum. Jika partikel tidak terjerat, Anda dapat melacaknya satu per satu. Namun ketika partikel menjadi terjerat, modifikasi atau manipulasi satu partikel dalam suatu sistem memerlukan perhitungan keterkaitannya dengan partikel terjerat lainnya. Tugas itu bertambah secara eksponensial seiring Anda menambahkan lebih banyak partikel. Untuk sepenuhnya menentukan keadaan n qubit terjerat, Anda memerlukan sesuatu seperti 2n bit klasik; untuk menghitung efek penyesuaian satu qubit, Anda perlu melakukan sekitar 2n operasi klasik. Untuk tiga qubit itu hanya delapan langkah. Namun untuk 10 qubit, jumlahnya adalah 1,024 โ€” definisi matematis tentang segala hal meningkat dengan cepat.

Dalam 2002, Jozsa membantu menyusun proses sederhana menggunakan komputer klasik untuk mensimulasikan โ€œsirkuitโ€ kuantum, yang merupakan rangkaian operasi spesifik yang dilakukan pada qubit. Jika Anda memberi program klasik beberapa susunan awal qubit, program tersebut akan memprediksi susunan akhirnya, setelah melalui sirkuit kuantum. Jozsa membuktikan bahwa, selama algoritmenya mensimulasikan sirkuit yang tidak melibatkan qubit, algoritme tersebut dapat menangani jumlah qubit yang semakin besar tanpa memerlukan waktu yang lebih lama untuk dijalankan.

Pengantar

Dengan kata lain, ia menunjukkan bahwa rangkaian kuantum bebas belitan mudah disimulasikan pada komputer klasik. Dalam pengertian komputasi, sirkuit pada hakikatnya bukanlah kuantum. Kumpulan semua sirkuit yang tidak terjerat ini (atau, dengan kata lain, semua susunan qubit yang mungkin muncul dari sirkuit yang tidak terjerat ini) membentuk sebuah pulau yang dapat disimulasikan secara klasik di lautan kuantum yang luas.

Di lautan ini terdapat keadaan-keadaan yang benar-benar dihasilkan oleh sirkuit-sirkuit kuantum, keadaan-keadaan yang simulasi klasiknya mungkin memerlukan waktu miliaran tahun. Karena alasan ini, para peneliti mulai menganggap keterjeratan bukan hanya sebagai properti kuantum, namun sebagai sumber daya kuantum: Ini adalah apa yang Anda perlukan untuk mencapai kedalaman yang belum dipetakan, tempat algoritma kuantum yang kuat seperti milik Shor berada.

Saat ini, keterjeratan masih menjadi sumber daya kuantum yang paling banyak dipelajari. โ€œJika Anda bertanya kepada 99 dari 100 fisikawan [apa yang membuat sirkuit kuantum kuat], hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah keterjeratan,โ€ kata Fefferman.

Dan penelitian aktif mengenai hubungan keterjeratan dengan kompleksitas terus berlanjut. Fefferman dan kolaboratornya, misalnya, ditunjukkan tahun lalu bahwa untuk satu kelas rangkaian kuantum tertentu, keterjeratan sepenuhnya menentukan seberapa sulit rangkaian tersebut untuk disimulasikan secara klasik. โ€œSegera setelah Anda mencapai sejumlah keterikatan,โ€ kata Fefferman, โ€œAnda sebenarnya dapat membuktikan kekerasannya. Tidak ada algoritma [klasik] yang akan berhasil.โ€

Namun bukti Fefferman hanya berlaku untuk satu rangkaian saja. Dan bahkan 20 tahun yang lalu, para peneliti sudah menyadari bahwa keterjeratan saja gagal menangkap kekayaan lautan kuantum.

โ€œMeskipun keterjeratan mempunyai peran penting,โ€ Jozsa dan kolaboratornya menulis dalam makalah mereka pada tahun 2002, โ€œkami berpendapat bahwa memandang keterjeratan sebagai sumber daya utama untuk kekuatan komputasi kuantum adalah hal yang menyesatkan.โ€

Ternyata, pencarian kuantumitas baru saja dimulai.

 Sedikit Keajaiban

Jozsa tahu bahwa keterjeratan bukanlah kata akhir mengenai kuantum, karena empat tahun sebelum karyanya, fisikawan Daniel Gottesman telah menunjukkan sebaliknya. Pada konferensi tahun 1998 di Tasmania, Gottesman menjelaskan bahwa, dalam jenis sirkuit kuantum tertentu, besaran kuantum yang tampaknya klasik menjadi hal yang sepele untuk disimulasikan oleh komputer klasik.

Dalam metode Gottesman (yang ia diskusikan dengan ahli matematika Emanuel Knill), operasi penjeratan pada dasarnya tidak memerlukan biaya apa pun. Anda dapat melibatkan qubit sebanyak yang Anda suka, dan komputer klasik masih dapat mengimbanginya.

โ€œIni adalah salah satu kejutan pertama, teorema Gottesman-Knill, di tahun 90an,โ€ kata Korzekwa.

Kemampuan untuk mensimulasikan keterjeratan secara klasik tampak seperti keajaiban, tetapi ada kendalanya. Algoritme Gottesman-Knill tidak dapat menangani semua rangkaian kuantum, hanya rangkaian yang menempel pada gerbang Clifford. Namun jika Anda menambahkan โ€œgerbang Tโ€, sebuah gadget yang tampaknya tidak berbahaya yang memutar qubit dengan cara tertentu, program mereka akan terhenti.

Gerbang T ini sepertinya menghasilkan semacam sumber daya kuantum โ€” sesuatu yang secara intrinsik bersifat kuantum yang tidak dapat disimulasikan pada komputer klasik. Tak lama kemudian, sepasang fisikawan akan memberi nama menarik pada esensi kuantum yang dihasilkan oleh rotasi gerbang T terlarang: sihir.

Pada tahun 2004, Sergey Bravyi, yang saat itu bekerja di Landau Institute for Theoretical Physics di Rusia, dan Alexei Kitaev dari California Institute of Technology menyusun dua skema untuk melakukan penghitungan kuantum apa pun: Anda dapat memasukkan gerbang T ke dalam rangkaian itu sendiri. Atau Anda dapat mengambil โ€œkeadaan ajaibโ€ dari qubit yang telah disiapkan dengan gerbang T oleh sirkuit lain dan memasukkannya ke dalam sirkuit Clifford. Apa pun yang terjadi, sihir sangat penting untuk mencapai kuantumitas penuh.

Satu dekade kemudian, Bravyi dan David Gosset, seorang peneliti di Universitas Waterloo di Kanada, menemukan cara mengukur jumlah sihir dalam sekumpulan qubit. Dan pada tahun 2016, mereka berkembang algoritma klasik untuk simulasi rangkaian sihir rendah. Program mereka memakan waktu lebih lama secara eksponensial untuk setiap tambahan gerbang T, meskipun pertumbuhan eksponensialnya tidak begitu eksplosif seperti pada kasus lainnya. Mereka akhirnya meningkatkan efisiensi metode mereka dengan mensimulasikan secara klasik sirkuit yang agak ajaib dengan ratusan gerbang Clifford dan hampir 50 gerbang T.

Pengantar

Saat ini, banyak peneliti mengoperasikan komputer kuantum dalam mode Clifford (atau mendekati mode tersebut), justru karena mereka dapat menggunakan komputer klasik untuk memeriksa apakah perangkat buggy berfungsi dengan baik. Sirkuit Clifford โ€œsangat penting dalam komputasi kuantum sehingga sulit untuk melebih-lebihkannya,โ€ kata Gosset.

Sumber daya kuantum baru โ€“ sihir โ€“ telah memasuki permainan. Namun berbeda dengan keterjeratan, yang awalnya merupakan fenomena fisik yang lazim, fisikawan tidak yakin apakah sihir memiliki pengaruh besar di luar komputer kuantum. Hasil terbaru menunjukkan hal itu mungkin terjadi.

Pada tahun 2021, peneliti mengidentifikasi fase tertentu dari materi kuantum yang dijamin memiliki keajaiban, sama seperti banyak fase materi lainnya pola keterikatan tertentu. โ€œAnda memerlukan ukuran kompleksitas komputasi yang lebih halus seperti sihir untuk mendapatkan lanskap fase materi yang lengkap,โ€ katanya Timotius Hsieh, seorang fisikawan di Perimeter Institute for Theoretical Physics yang mengerjakan hasilnya. Dan Alioscia Hamma dari Universitas Naples, bersama rekan-rekannya, baru-baru ini dipelajari apakah mungkin โ€“ secara teori โ€“ untuk merekonstruksi halaman-halaman buku harian yang ditelan lubang hitam hanya dengan mengamati radiasi yang dipancarkannya. Jawabannya adalah ya, kata Hamma, โ€œjika lubang hitam tidak memiliki terlalu banyak keajaiban.โ€

Bagi banyak fisikawan, termasuk Hamma, bahan-bahan fisik yang diperlukan untuk membuat suatu sistem yang sangat kuantum tampak jelas. Beberapa kombinasi keterikatan dan sihir mungkin diperlukan. Tidak ada satu pun yang cukup. Jika suatu negara bagian memiliki skor nol pada salah satu metrik, Anda dapat menyimulasikannya di laptop Anda, dengan sedikit bantuan dari Jozsa (jika keterjeratan adalah nol) atau dari Bravyi dan Gosset (jika keajaibannya nol).

Namun pencarian kuantum terus berlanjut, karena para ilmuwan komputer telah lama mengetahui bahwa sihir dan keterikatan bersama-sama tidak dapat menjamin keberadaan kuantum.

Sihir Fermionik

Metrik kuantum lainnya mulai terbentuk hampir seperempat abad yang lalu. Namun sampai saat ini, negara ini merupakan negara yang paling tidak berkembang dari ketiganya.

Pada tahun 2001, ilmuwan komputer Leslie Valiant menemukan cara untuk melakukan simulasi keluarga ketiga tugas kuantum. Sama seperti teknik Jozsa yang berfokus pada sirkuit tanpa gerbang yang menjerat, dan algoritme Bravyi-Gosset dapat memotong sirkuit tanpa terlalu banyak gerbang T, algoritme Valiant dibatasi pada sirkuit yang tidak memiliki โ€œgerbang swapโ€ โ€” sebuah operasi yang memerlukan dua qubit dan menukarnya. posisi.

Selama Anda tidak menukar qubit, Anda dapat menjeratnya dan menanamkan sihir sebanyak yang Anda suka, dan Anda masih akan menemukan diri Anda berada di pulau klasik lain yang berbeda. Namun begitu Anda mulai mengacak qubit, Anda dapat melakukan keajaiban di luar kemampuan komputer klasik mana pun.

Itu โ€œagak aneh,โ€ kata Jozsa. โ€œBagaimana menukar dua qubit bisa memberi Anda semua kekuatan itu?โ€

Dalam hitungan bulan, fisikawan teoritis Barbara Terhal dan David DiVincenzo telah mengungkap hal tersebut sumber kekuatan itu. Mereka menunjukkan bahwa sirkuit bebas gerbang pertukaran Valiant, yang dikenal sebagai sirkuit โ€œgerbang korek apiโ€, diam-diam mensimulasikan kelas masalah fisika yang terkenal. Mirip dengan bagaimana komputer mensimulasikan pertumbuhan galaksi atau reaksi nuklir (tanpa benar-benar menjadi galaksi atau reaksi nuklir), sirkuit matchgate mensimulasikan sekelompok fermion, sebuah keluarga partikel elementer yang mengandung elektron.

Ketika gerbang swap tidak digunakan, fermion yang disimulasikan tidak berinteraksi, atau โ€œbebas.โ€ Mereka tidak pernah bertemu satu sama lain. Permasalahan yang melibatkan elektron bebas relatif mudah dipecahkan oleh fisikawan, terkadang bahkan dengan pensil dan kertas. Namun ketika gerbang swap digunakan, fermion yang disimulasikan berinteraksi, bertabrakan, dan melakukan hal rumit lainnya. Masalah-masalah ini sangat sulit, bahkan tidak dapat dipecahkan.

Karena rangkaian matchgate mensimulasikan perilaku fermion bebas dan tidak berinteraksi, maka rangkaian tersebut mudah untuk disimulasikan secara klasik.

Namun setelah penemuan awal, sebagian besar sirkuit gerbang korek api masih belum tereksplorasi. Mereka tidak begitu relevan untuk upaya komputasi kuantum arus utama, dan jauh lebih sulit untuk dianalisis.

Pengantar

Itu berubah selama musim panas lalu. Tiga kelompok peneliti secara independen menggunakan karya Bravyi, Gosset dan kolaborator mereka untuk mengatasi masalah ini โ€“ sebuah titik temu penelitian yang, setidaknya dalam satu kasus, ditemukan ketika fermion muncul di atas kopi (seperti yang sering terjadi ketika fisikawan mendapatkan bersama).

Tim mengoordinasikan melepaskan of mereka Temuan pada bulan Juli.

Ketiga kelompok pada dasarnya menyusun kembali alat matematika yang telah dikembangkan oleh para pionir sihir untuk mengeksplorasi sirkuit Clifford dan menerapkannya pada bidang sirkuit gerbang korek api. Sergius Strelchuk dan Joshua Cudby dari Cambridge berfokus pada pengukuran matematis sumber daya kuantum yang tidak dimiliki sirkuit matchgate. Secara konseptual, sumber daya ini berhubungan dengan โ€œinteraktivitasโ€ โ€“ atau seberapa besar fermion yang disimulasikan dapat merasakan satu sama lain. Tidak ada interaktivitas yang secara klasik mudah untuk disimulasikan, dan semakin banyak interaktivitas membuat simulasi menjadi lebih sulit. Namun seberapa sulitkah simulasi ini dilakukan dengan tambahan interaktivitas? Dan apakah ada jalan pintas?

โ€œKami tidak punya intuisi. Kami harus memulai dari nol,โ€ kata Strelchuk.

Dua kelompok lainnya mengembangkan cara untuk memecah satu negara bagian yang lebih sulit untuk disimulasikan menjadi sejumlah besar negara bagian yang lebih mudah untuk disimulasikan, sambil tetap melacak di mana negara-negara bagian yang lebih mudah tersebut dibatalkan dan di mana penambahannya.

Hasilnya adalah semacam kamus untuk memindahkan algoritma simulasi klasik dari dunia Clifford ke dunia matchgate. โ€œPada dasarnya semua yang mereka miliki untuk sirkuit [Clifford] sekarang dapat diterjemahkan,โ€ katanya Beatriz Dias, seorang ahli fisika di Universitas Teknik di Munich, โ€œjadi kita tidak perlu menemukan kembali semua algoritma ini.โ€

Sekarang, algoritma yang lebih cepat dapat mensimulasikan rangkaian secara klasik dengan beberapa gerbang swap. Seperti halnya keterjeratan dan sihir, algoritme membutuhkan waktu lebih lama secara eksponensial dengan penambahan setiap gerbang terlarang. Namun algoritma ini mewakili sebuah langkah maju yang signifikan.

Oliver Reardon-Smith, yang bekerja dengan Korzekwa dan Michaล‚ Oszmaniec dari Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia di Warsawa, memperkirakan bahwa program mereka dapat mensimulasikan rangkaian dengan 10 gerbang swap yang mahal 3 juta kali lebih cepat dibandingkan metode sebelumnya. Algoritme mereka memungkinkan komputer klasik untuk masuk lebih dalam ke lautan kuantum, memperkuat kemampuan kita untuk memastikan kinerja komputer kuantum dan memperluas wilayah di mana tidak ada aplikasi kuantum pembunuh yang dapat hidup.

โ€œSimulasi komputer kuantum bermanfaat bagi banyak orang,โ€ kata Reardon-Smith. โ€œKami ingin melakukannya secepat dan semurah mungkin.โ€

Adapun apa yang disebut sebagai sumber daya โ€œinteraktivitasโ€ yang dihasilkan oleh gerbang swap, masih belum memiliki nama resmi; ada yang menyebutnya ajaib, dan ada pula yang melontarkan istilah dadakan seperti โ€œbenda nonfermionikโ€. Strelchuk lebih menyukai โ€œsihir fermionikโ€.

Pulau Lebih Jauh di Cakrawala

Sekarang para peneliti semakin nyaman mengukur kuantum menggunakan tiga metrik, masing-masing sesuai dengan salah satu dari tiga metode simulasi klasik. Jika kumpulan qubit sebagian besar tidak terikat, memiliki sedikit keajaiban, atau mensimulasikan sekumpulan fermion yang hampir bebas, maka para peneliti mengetahui bahwa mereka dapat mereproduksi keluarannya pada laptop klasik. Sirkuit kuantum mana pun dengan skor rendah pada salah satu dari tiga metrik kuantum ini terletak di perairan dangkal lepas pantai pulau klasik, dan tentu saja tidak akan menjadi algoritma Shor berikutnya.

โ€œPada akhirnya, [mempelajari simulasi klasik] membantu kita memahami di mana keunggulan kuantum dapat ditemukan,โ€ kata Gosset.

Pengantar

Namun semakin akrab para peneliti dengan tiga cara berbeda dalam mengukur seberapa kuantum sekumpulan qubit, semakin besar kemungkinan impian awal untuk menemukan satu bilangan yang mencakup seluruh aspek kuantumitas menjadi salah arah. Dalam pengertian komputasi yang ketat, setiap rangkaian tertentu harus memiliki waktu terpendek yang diperlukan untuk mensimulasikannya menggunakan algoritma tercepat dari semua algoritma yang mungkin. Namun keterjeratan, sihir, dan sihir fermionik sangat berbeda satu sama lain, sehingga prospek untuk menyatukan keduanya dalam satu metrik kuantum besar untuk menghitung waktu berjalan terpendek yang absolut tampaknya masih kecil.

โ€œSaya rasa pertanyaan itu tidak masuk akal,โ€ kata Jozsa. โ€œTidak ada satu benda pun yang jika Anda memasukkannya lebih banyak, Anda akan mendapatkan lebih banyak kekuatan.โ€

Sebaliknya, ketiga sumber daya kuantum tampaknya merupakan artefak bahasa matematika yang digunakan untuk menjejalkan kompleksitas kuantum ke dalam kerangka yang lebih sederhana. Keterikatan muncul sebagai sumber daya ketika Anda mempraktikkan mekanika kuantum seperti yang dijelaskan Schrรถdinger, yang menggunakan persamaan eponimnya untuk memprediksi bagaimana fungsi gelombang partikel akan berubah di masa depan. Ini adalah versi buku mekanika kuantum, tetapi ini bukan satu-satunya versi.

Ketika Gottesman mengembangkan metode simulasi sirkuit Clifford, dia mendasarkannya pada variasi mekanika kuantum lama yang dikembangkan oleh Werner Heisenberg. Dalam bahasa matematika Heisenberg, keadaan partikel tidak berubah. Sebaliknya, โ€œoperatorโ€ โ€“ objek matematika yang mungkin Anda gunakan untuk memprediksi kemungkinan suatu pengamatan โ€“lah yang berevolusi. Membatasi pandangan seseorang pada fermion bebas berarti melihat mekanika kuantum melalui lensa matematika lain.

Setiap bahasa matematika dengan fasih menangkap aspek-aspek tertentu dari keadaan kuantum, tetapi dengan mengorbankan beberapa properti kuantum lainnya. Sifat-sifat yang diungkapkan secara kikuk ini kemudian menjadi sumber daya kuantum dalam kerangka matematika tersebut - keajaiban, keterjeratan, keajaiban fermionik. Untuk mengatasi keterbatasan ini dan mengidentifikasi satu fitur kuantum untuk mengatur semuanya, Jozsa berspekulasi, memerlukan pembelajaran semua bahasa matematika yang memungkinkan untuk mengekspresikan mekanika kuantum dan mencari sifat-sifat universal yang mungkin dimiliki oleh semua bahasa tersebut.

Ini bukanlah proposal penelitian yang serius, namun para peneliti sedang mempelajari bahasa kuantum lebih jauh di luar tiga bahasa utama tersebut, dan sumber daya kuantum terkait yang menyertainya. Hsieh, misalnya, tertarik pada fase materi kuantum yang menghasilkan probabilitas negatif yang tidak masuk akal bila dianalisis dengan cara standar. Ia menemukan bahwa negativitas ini dapat menentukan fase-fase materi tertentu seperti halnya sihir.

Beberapa dekade yang lalu, jawaban atas pertanyaan tentang apa yang membuat sistem kuantum tampak jelas. Saat ini, para peneliti lebih mengetahui hal tersebut. Setelah 20 tahun menjelajahi beberapa pulau klasik pertama, banyak yang menduga pelayaran mereka mungkin tidak akan pernah berakhir. Bahkan ketika mereka terus menyempurnakan pemahaman mereka tentang di mana letak kekuatan kuantum, mereka tahu bahwa mereka mungkin tidak akan pernah bisa mengatakan dengan tepat di mana letaknya.

Quanta sedang melakukan serangkaian survei untuk melayani audiens kami dengan lebih baik. Ambil milik kami survei pembaca fisika dan anda akan diikut sertakan untuk menang secara gratis Quanta dagangan.

Stempel Waktu:

Lebih dari Majalah kuantitas