החיפוש לכמת כמותיות | מגזין קוונטה

עברו יותר מ-40 שנה מאז שהפיזיקאי ריצ'רד פיינמן ציין שבניית התקני מחשוב המבוססים על עקרונות קוונטיים יכולה לפתוח כוחות גדולים בהרבה מאלה של מחשבים "קלאסיים". בנאום מרכזי משנת 1981 פיינמן, שזכה לעתים קרובות לזכותו בהשקת תחום המחשוב הקוונטי, פיינמן סיכם בטענה מפורסמת כעת:

"הטבע הוא לא קלאסי, לעזאזל, ואם אתה רוצה לעשות הדמיה של הטבע, מוטב שתהפוך אותו למכני קוונטים."

עברו כמעט 30 שנה מאז שהמתמטיקאי פיטר שור מצא את השימוש הראשון שעלול להיות טרנספורמטיבי עבור מחשבים קוונטיים. חלק גדול מהביטחון של העולם הדיגיטלי בנוי על ההנחה ש הפקת מספרים גדולים היא משימה מאתגרת וגוזלת זמן. שור הראה כיצד להשתמש בקיוביטים - עצמים קוונטיים שיכולים להתקיים בתערובות של 0 ו-1 - כדי לעשות זאת בקצב לב, לפחות ביחס לשיטות הקלאסיות הידועות.

החוקרים מרגישים די בטוחים (אם כי לא לגמרי בטוחים) שהאלגוריתם הקוונטי של שור מנצח את כל האלגוריתמים הקלאסיים מכיוון - למרות התמריצים האדירים - אף אחד לא שבר בהצלחה את ההצפנה המודרנית עם מכונה קלאסית. אבל עבור משימות פחות זוהרות מאשר הפקטורינג, זה כן קשה לומר בוודאות האם שיטות קוונטיות עדיפות. חיפוש אחר יישומים שוברי קופות נוספים הפך למשהו ממשחק ניחושים אקראי.

"זו דרך טיפשית לעשות את זה," אמר קריסטל נואל, פיזיקאי באוניברסיטת דיוק.

במהלך 20 השנים האחרונות, קונפדרציה רופפת של פיזיקאים בעלי נטייה מתמטית ומתמטיקאים בעלי נטייה פיזית ניסתה לזהות בצורה ברורה יותר את כוחו של התחום הקוונטי. המטרה שלהם? למצוא דרך לכמת קוונטיות. הם חולמים על מספר שהם יכולים להקצות לסידור של קיוביטים שנוצרו על ידי חישוב קוונטי כלשהו. אם המספר נמוך, יהיה קל לדמות את החישוב הזה במחשב נייד. אם זה גבוה, הקיוביטים מייצגים את התשובה לבעיה קשה באמת מעבר להישג ידו של כל מכשיר קלאסי.

בקיצור, חוקרים מחפשים את המרכיב הפיזי בשורש הכוח הפוטנציאלי של התקנים קוונטיים.

"שם מתחילה הקוונטיות במובן סופר קפדני", אמר ביל פפרמן, חוקר קוונטים באוניברסיטת שיקגו.

החיפוש שלהם היה פורה - אולי פורה מדי. במקום למצוא מדד אחד, חוקרים נתקלו בשלושה, כל אחד מהם דרך נפרדת להפריד בין התחומים הקוונטיים והקלאסיים. בינתיים, פיזיקאים החלו לתהות האם הכמות הפחות קונקרטית מבין השלושה מופיעה מחוץ למחשבים קוונטיים. מחקרים ראשוניים מצאו שכן, ושהוא עשוי להציע דרך חדשה להתמודד עם שלבי החומר הקוונטי והטבע ההרסני של חורים שחורים.

מסיבות אלו, גם פיזיקאים וגם מדעני מחשב ניסו למפות את הטופוגרפיה המדויקת של ממלכה קוונטית זו, בת שלושה חלקים. הקיץ הזה, שלישיית קבוצות מחקר הודיעה כי גיבשו את המפה הטובה ביותר עדיין מהפחות מוכרת מבין שלושת המחוזות, והוסיפו פרטים מכריעים להבנה היכן מסתיים הקלאסי והקוונטי האמיתי מתחיל.

זה "די בסיסי להבין היכן נמצא האופק הזה", אמר כמיל קורצ'קווה מאוניברסיטת Jagiellonian בפולין, אחד החוקרים מאחורי העבודות החדשות. "מה זה בעצם קוונטי בקוונטים?"

הסתבכות

בשנות ה-1990, המרכיב הפיזי שהפך את המחשבים הקוונטיים לחזקים נראה ברור מאליו. זה היה חייב להיות הסתבכות, הקשר הקוונטי ה"מפחיד" בין חלקיקים רחוקים שארווין שרדינגר עצמו זיהה כ"תכונה האופיינית של מכניקת הקוונטים".

"הסתבכות הוזכרה מהר מאוד", אמר ריצ'רד ג'וזה, מתמטיקאי באוניברסיטת קיימברידג'. "וכולם פשוט הניחו שזהו זה."

במשך זמן מה, נראה היה שהחיפוש אחר התבלין הקוונטי המכריע הזה הסתיים עוד לפני שהתחיל.

הסתבכות, התופעה שבה שני חלקיקים קוונטיים יוצרים מצב משותף, עטפה את מה שהיה קשה לעשות מכניקת קוונטים - ולכן במה מחשבי קוונטים יכולים להצטיין. כאשר חלקיקים אינם מסתבכים, אתה יכול לעקוב אחריהם בנפרד. אבל כאשר חלקיקים מסתבכים, שינוי או מניפולציה של חלקיק אחד במערכת כרוך בהסבר על הקשרים שלו לחלקיקים מסתבכים אחרים. משימה זו גדלה באופן אקספוננציאלי ככל שאתה מוסיף עוד חלקיקים. כדי לציין באופן מלא את המצב של n קיוביטים מסובכים, אתה צריך משהו כמו 2ⁿ ביטים קלאסיים; כדי לחשב את ההשפעה של כוונון קיוביט אחד, עליך לבצע בערך 2ⁿ פעולות קלאסיות. עבור שלושה קיוביטים זה רק שמונה צעדים. אבל עבור 10 קיוביטים זה 1,024 - ההגדרה המתמטית של דברים שמסלימים במהירות.

ב 2002, Jozsa עזרה לפתח תהליך פשוט לשימוש במחשב קלאסי כדי לדמות "מעגל" קוונטי, שהוא סדרה ספציפית של פעולות המבוצעות על קיוביטים. אם היית נותן לתוכנית הקלאסית סידור ראשוני כלשהו של קיוביטים, היא תחזה את הסידור הסופי שלהם, לאחר שהם עברו את המעגל הקוונטי. ג'וזה הוכיח שכל עוד האלגוריתם שלו מדמה מעגל שלא סבך קיוביטים, הוא יכול להתמודד עם מספרים גדולים יותר ויותר של קיוביטים מבלי שייקח זמן רב יותר באופן אקספוננציאלי לרוץ.

במילים אחרות, הוא הראה שקל לדמות מעגל קוונטי נטול הסתבכות במחשב קלאסי. במובן החישובי, המעגל לא היה קוונטי מהותי. האוסף של כל המעגלים הלא מסתבכים כאלה (או, באופן שווה ערך, כל הסדרים של קיוביטים שעלולים לצאת מהמעגלים הלא מסתבכים האלה) יצרו משהו כמו אי שניתן לדמות קלאסית בים קוונטי עצום.

בים הזה היו המצבים שנבעו ממעגלים קוונטיים באמת, אלה שעבורם סימולציה קלאסית עשויה להימשך מיליארדי שנים. מסיבה זו, חוקרים התחילו להתייחס להסתבכות לא רק כאל תכונה קוונטית, אלא כאל משאב קוונטי: זה מה שהיית צריך כדי להגיע לעומקים הבלתי ידועים, שבהם שוכנים אלגוריתמים קוונטיים רבי עוצמה כמו זה של שור.

כיום, הסתבכות היא עדיין המשאב הקוונטי הנחקר ביותר. "אם תשאלו 99 מתוך 100 פיזיקאים [מה הופך מעגלים קוונטיים לחזקים], הדבר הראשון שעולה בראש הוא הסתבכות", אמר פפרמן.

והמחקר הפעיל על הקשר של הסתבכות עם מורכבות נמשך. פפרמן ומשתפי הפעולה שלו, למשל, הראה בשנה שעברה שעבור מחלקה מסוימת של מעגלים קוונטיים, ההסתבכות קובעת עד כמה קשה לדמות קלאסית את המעגל. "ברגע שאתה מגיע לכמות מסוימת של הסתבכות", אמר פפרמן, "אתה יכול למעשה להוכיח קשיחות. אין אלגוריתם [קלאסי] שיעבוד".

אבל ההוכחה של פפרמן תופסת רק טעם אחד של מעגלים. ואפילו לפני 20 שנה, החוקרים כבר זיהו שההסתבכות לבדה לא הצליחה ללכוד את עושר האוקיינוס ​​הקוונטי.

"למרות התפקיד המהותי של ההסתבכות", כתבו ג'וזה ומשתף הפעולה שלו במאמרם משנת 2002, "אנו טוענים כי בכל זאת מטעה לראות בהסתבכות משאב מפתח לכוח חישוב קוונטי".

החיפוש אחר קוונטיות, התברר, רק התחיל.

 קצת קסם

ג'וזה ידע שהסתבכות היא לא המילה האחרונה על קוונטיות, כי ארבע שנים לפני עבודתו, הפיזיקאי דניאל גוטסמן הראו אחרת. בכנס 1998 בטסמניה, גוטסמן מוסבר שבסוג מסוים של מעגל קוונטי, הכמות הקוונטית המהותית לכאורה הפכה לזוט למחשב קלאסי לדמות.

בשיטת גוטסמן (עליה דן עם המתמטיקאי עמנואל קניל), פעולת ההסתבכות לא עלתה בעצם כלום. אתה יכול לסבך כמה קיוביטים שתרצה, ומחשב קלאסי עדיין יכול לעמוד בקצב.

"זו הייתה אחת ההפתעות הראשונות, משפט גוטסמן-קניל, בשנות ה-90", אמר קורצ'קווה.

היכולת לדמות באופן קלאסי הסתבכות נראתה כמו קצת נס, אבל היה מלכוד. האלגוריתם של גוטסמן-קניל לא יכול היה להתמודד עם כל המעגלים הקוונטיים, רק אלה שנדבקו למה שנקרא שערי קליפורד. אבל אם הייתם מוסיפים "שער T", גאדג'ט תמים לכאורה שמסובב קיוביט בצורה מסוימת, התוכנית שלהם הייתה נחנקת ממנו.

נראה היה ששער ה-T הזה מייצר סוג של משאב קוונטי - משהו קוונטי מהותי שאי אפשר לדמות אותו במחשב קלאסי. תוך זמן קצר, זוג פיזיקאים יעניקו לתמצית הקוונטית שנוצרה על ידי סיבוב שער ה-T האסור שם קליט: קסם.

בשנת 2004, סרגיי בראווי, אז ממכון לנדאו לפיזיקה תיאורטית ברוסיה, ואלכסיי קיטאיב מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה פיתחו שתי תוכניות לביצוע כל חישוב קוונטי: אתה יכול לכלול שערי T במעגל עצמו. או שאתה יכול לקחת "מצב קסם" של קיוביטים שהוכנו עם שערי T על ידי מעגל אחר והזינו אותו למעגל קליפורד. כך או כך, קסם היה חיוני להשגת קוונטיות מלאה.

עשור לאחר מכן, Bravyi ו דיוויד גוסט, חוקר מאוניברסיטת ווטרלו בקנדה, מצא כיצד למדוד את כמות הקסם בקבוצה של קיוביטים. ובשנת 2016, הם התפתחו אלגוריתם קלאסי להדמיית מעגלים בעלי קסם נמוך. התוכנית שלהם ארכה זמן רב יותר באופן אקספוננציאלי עבור כל שער T נוסף, אם כי הצמיחה האקספוננציאלית לא ממש נפיצה כמו במקרים אחרים. לבסוף הם הגמישו את היעילות של השיטה שלהם על ידי הדמיה קלאסית של מעגל קסום משהו עם מאות שערי קליפורד וכמעט 50 שערים T.

כיום, חוקרים רבים מפעילים מחשבים קוונטיים במצב קליפורד (או קרוב אליו), בדיוק בגלל שהם יכולים להשתמש במחשב קלאסי כדי לבדוק אם מכשירי הבאגי פועלים כשורה. מעגל קליפורד "כל כך מרכזי במחשוב קוונטי שקשה להפריז", אמר גוסט.

משאב קוונטי חדש - קסם - נכנס למשחק. אבל בניגוד להסתבכות, שהחלה את דרכה כתופעה פיזיקלית מוכרת, פיזיקאים לא היו בטוחים אם קסם חשוב הרבה מחוץ למחשבים קוונטיים. תוצאות אחרונות מצביעות על כך.

בשנת 2021, חוקרים זיהו שלבים מסוימים של חומר קוונטי מובטח שיש בהם קסם, כמו שיש להרבה שלבים של החומר דפוסים מסוימים של הסתבכות. "אתה צריך מדדים עדינים יותר של מורכבות חישובית כמו קסם כדי לקבל נוף שלם של שלבים של החומר," אמר טימותי הסיה, פיזיקאי במכון היקפי לפיזיקה תיאורטית שעבד על התוצאה. ו אליוסיה חממה מאוניברסיטת נאפולי, יחד עם עמיתיו, למד לאחרונה האם ניתן יהיה - בתיאוריה - לשחזר את דפי היומן שנבלע על ידי חור שחור על ידי התבוננות אך ורק בקרינה שהוא פולט. התשובה הייתה כן, אמר חממה, "אם לחור השחור אין יותר מדי קסם".

עבור פיזיקאים רבים, כולל חממה, המרכיבים הפיזיקליים הנדרשים כדי להפוך מערכת קוונטית ביותר נראים ברורים. שילוב כלשהו של הסתבכות וקסם כנראה נחוץ. אף אחד לבדו אינו מספיק. אם למדינה יש ציון של אפס בכל אחד מהמדדים, אתה יכול לדמות אותו במחשב הנייד שלך, עם קצת עזרה מ-Jozsa (אם ההסתבכות היא אפס) או מ-Bravyi ו-Gosset (אם הקסם הוא אפס).

ובכל זאת המסע הקוונטי נמשך, כי מדעני מחשבים יודעים מזמן שאפילו קסם והסתבכות יחד לא באמת יכולים להבטיח קוונטיות.

קסם פרמיוני

המדד הקוונטי האחר החל להתעצב לפני כמעט רבע מאה. אבל עד לאחרונה, זה היה הפחות מפותח מבין השלושה.

בשנת 2001, מדען המחשבים לסלי ואליאנט גילה דרך לדמות משפחה שלישית של משימות קוונטיות. ככל שהטכניקה של ג'וזה התמקדה במעגלים ללא סבוך שערים, ואלגוריתם Bravyi-Gosset יכול לחתוך מעגלים ללא יותר מדי שערי T, האלגוריתם של Valiant הוגבל למעגלים חסרי "שער ההחלפה" - פעולה שלוקחת שני קיוביטים ומחליפה את שלהם. עמדות.

כל עוד אתה לא מחליף קיוביטים, אתה יכול לסבך אותם ולהשרות בהם כמה קסם שתרצה, ועדיין תמצא את עצמך על עוד אי קלאסי מובהק. אבל ברגע שאתה מתחיל לערבב קיוביטים, אתה יכול לחולל פלאים מעבר ליכולת של כל מחשב קלאסי.

זה היה "די מוזר", אמר ג'וזה. "איך רק החלפת שני קיוביטים יכולה לתת לך את כל הכוח הזה?"

תוך מספר חודשים, הפיזיקאים התיאורטיים ברברה טרהל ודיוויד דיווינצ'נזו חשפו את מקור הכוח הזה. הם הראו שהמעגלים נטולי שער ההחלפה של Valiant, הידועים כמעגלי "matchgate", מדמים בחשאי סוג ידוע של בעיות פיזיקה. בדומה לאופן שבו מחשבים מדמים גלקסיות צומחות או תגובות גרעיניות (מבלי להיות למעשה גלקסיה או תגובה גרעינית), מעגלי Matchgate מדמים קבוצה של פרמיונים, משפחה של חלקיקים יסודיים המכילה אלקטרונים.

כאשר לא נעשה שימוש בשערי החלפה, הפרמיונים המדומים אינם מקיימים אינטראקציה, או "חופשיים". הם אף פעם לא נתקלים אחד בשני. בעיות הקשורות אלקטרונים חופשיים קל יחסית לפיזיקאים לפתור, לפעמים אפילו עם עיפרון ונייר. אבל כשמשתמשים בשערי החלפה, הפרמיונים המדומים יוצרים אינטראקציה, מתרסקים יחד ועושים דברים מסובכים אחרים. בעיות אלו קשות ביותר, אם לא בלתי פתירות.

מכיוון שמעגלי matchgate מדמים את ההתנהגות של פרמיונים חופשיים שאינם מקיימים אינטראקציה, קל לדמות אותם באופן קלאסי.

אבל לאחר הגילוי הראשוני, מעגלי matchgate לא נחקרו ברובם. הם לא היו רלוונטיים למאמצי המחשוב הקוונטי המיינסטרים, והיה הרבה יותר קשה לנתח אותם.

זה השתנה בקיץ האחרון. שלוש קבוצות של חוקרים הביאו באופן עצמאי את עבודתם של Bravyi, Gosset ומשתפי הפעולה שלהם כדי להתמודד עם הבעיה - צומת מחקרית שלמה, שלפחות במקרה אחד, התגלתה כאשר פרמיונים עלו על קפה (כפי שהם עושים לעתים קרובות כאשר פיזיקאים מקבלים יַחַד).

הצוותים תיאמו את לשחרר of שֶׁלָהֶם ממצאים בחודש יולי.

כל שלוש הקבוצות בעצם חידשו את הכלים המתמטיים שחלוצי הקסם פיתחו כדי לחקור את מעגלי קליפורד ויישמו אותם לתחום מעגלי ה-matchgate. סרגיי סטרלצ'וק ו ג'ושוע קאדבי מקיימברידג' התמקדה במדידה מתמטית של המשאב הקוונטי שחסרו למעגלי matchgate. מבחינה קונספטואלית, המשאב הזה מתאים ל"אינטראקטיביות" - או עד כמה הפרמיונים המדומים יכולים לחוש זה את זה. שום אינטראקטיביות היא קלה לסימולציה קלאסית, ויותר אינטראקטיביות מקשה על סימולציות. אבל כמה קשה יותר עשתה כמות נוספת של אינטראקטיביות את הסימולציות? והאם היו קיצורי דרך?

"לא הייתה לנו אינטואיציה. היינו צריכים להתחיל מאפס", אמר סטרלצ'וק.

שתי הקבוצות האחרות פיתחו דרך לפרק מצב אחד שקשה יותר לדמות אותו לסכום עצום של מצבים שקל יותר לדמות, כל זאת תוך כדי מעקב אחר היכן המצבים הקלים האלה בוטלו והיכן הם הצטברו.

התוצאה הייתה מעין מילון להעברת אלגוריתמי סימולציה קלאסיים מעולם קליפורד לעולם ה-matchgate. "בעצם את כל מה שיש להם עבור מעגלים [קליפורד] ניתן כעת לתרגם", אמר ביאטריז דיאס, פיזיקאי באוניברסיטה הטכנית במינכן, "אז אנחנו לא צריכים להמציא מחדש את כל האלגוריתמים האלה".

כעת, אלגוריתמים מהירים יותר יכולים לדמות באופן קלאסי מעגלים עם כמה שערי החלפה. כמו עם הסתבכות וקסם, האלגוריתמים לוקחים יותר זמן אקספוננציאלי עם הוספה של כל שער אסור. אבל האלגוריתמים מהווים צעד משמעותי קדימה.

אוליבר רידון-סמית', שעבד עם קורצ'קווה ו מיכל אוסמנייץ' מהאקדמיה הפולנית למדעים בוורשה, מעריכים שהתוכנית שלהם יכולה לדמות מעגל עם 10 שערי החלפה יקרים פי 3 מיליון מהר יותר משיטות קודמות. האלגוריתם שלהם מאפשר למחשבים קלאסיים לדחוף קצת יותר עמוק לתוך הים הקוונטי, גם מחזק את היכולת שלנו לאשר את הביצועים של מחשבים קוונטיים וגם מרחיב את האזור שבו שום אפליקציית קוונטים לא יכולה לחיות.

"הדמיית מחשבים קוונטיים שימושית עבור אנשים רבים", אמר רירדון-סמית'. "אנחנו רוצים לעשות את זה הכי מהר ובזול שאנחנו יכולים."

לגבי איך לקרוא למשאב ה"אינטראקטיביות" שמייצרים שערי החלפה, עדיין אין לו שם רשמי; חלקם פשוט קוראים לזה קסם, ואחרים זורקים מונחים מאולתרים כמו "דברים לא פרמיוניים". סטרלצ'וק מעדיף "קסם פרמיוני".

איים נוספים באופק

כעת חוקרים מגלים נוח לכמת קוונטיות באמצעות שלושה מדדים, שכל אחד מהם מתאים לאחת משלוש שיטות סימולציה קלאסיות. אם אוסף של קיוביטים אינו מסתבך ברובו, יש לו מעט קסם או מדמה חבורה של פרמיונים כמעט חופשיים, אז החוקרים יודעים שהם יכולים לשחזר את הפלט שלו במחשב נייד קלאסי. כל מעגל קוונטי עם ציון נמוך באחד משלושת המדדים הקוונטיים הללו נמצא ברדודים ממש ליד חופי אי קלאסי, ובוודאי לא יהיה האלגוריתם הבא של שור.

"בסופו של דבר, [לימוד סימולציה קלאסית] אכן עוזר לנו להבין היכן ניתן למצוא יתרון קוונטי", אמר גוסט.

אבל ככל שהחוקרים מכירים יותר את שלוש הדרכים השונות הללו למדידת עד כמה חבורה של קיוביטים יכולה להיות קוונטית, כך נראה החלום הראשוני של מציאת מספר בודד שתופס את כל ההיבטים של הקוונטיות מוטעה יותר. במובן חישובי למהדרין, לכל מעגל נתון חייב להיות זמן אחד הקצר ביותר הנדרש כדי לדמות אותו באמצעות האלגוריתמים המהירים ביותר מכל האפשריים. עם זאת, הסתבכות, קסם וקסם פרמיוני שונים לחלוטין זה מזה, כך שהסיכוי לאחד אותם תחת מדד קוונטי גדול אחד כדי לחשב את זמן הריצה הקצר המוחלט ביותר נראה רחוק.

"אני לא חושב שהשאלה הזו הגיונית," אמרה ג'וזה. "אין דבר אחד שאם אתה דוחף יותר ממנו, אתה מקבל יותר כוח."

במקום זאת, נראה ששלושת המשאבים הקוונטיים הם חפצים של השפות המתמטיות המשמשות לדחוס את המורכבות של הקוונטיות למסגרות פשוטות יותר. ההסתבכות מופיעה כמשאב כשאתה מתרגל מכניקת קוונטים בדרך שרדינגר תיאר, שמשתמש במשוואה המכונה שלו כדי לחזות כיצד תשתנה פונקציית הגל של חלקיק בעתיד. זוהי גרסת ספר הלימוד של מכניקת הקוונטים, אבל היא לא הגרסה היחידה.

כאשר גוטסמן פיתח את השיטה שלו להדמיית מעגלי קליפורד, הוא ביסס אותה על מגוון ישן יותר של מכניקת קוונטים שפותחה על ידי ורנר הייזנברג. בשפתו המתמטית של הייזנברג, מצב החלקיקים אינו משתנה. במקום זאת, "המפעילים" - האובייקטים המתמטיים שבהם אתה עשוי להשתמש כדי לחזות את הסיכויים של תצפית כלשהי - הם שמתפתחים. הגבלת הראייה לפרמיונים חופשיים כרוכה בצפייה במכניקת הקוונטים דרך עדשה מתמטית נוספת.

כל שפה מתמטית לוכדת ברהיטות היבטים מסוימים של מצבים קוונטיים, אבל במחיר של בלבול נכס קוונטי אחר. המאפיינים האלה שהובאו בצורה מגושמת הופכים לאחר מכן למשאב הקוונטי באותה מסגרת מתמטית - הקסם, ההסתבכות, הקסם הפרמיוני. התגברות על מגבלה זו וזיהוי תכונה קוונטית אחת שתשלוט בכולן, משער ג'וזה, ידרוש לימוד כל השפות המתמטיות האפשריות לביטוי מכניקת הקוונטים וחיפוש אחר תכונות אוניברסליות שכולן עשויות לחלוק.

זו לא הצעת מחקר רצינית במיוחד, אבל חוקרים חוקרים שפות קוונטיות נוספות מעבר לשלוש הגדולות והמשאבים הקוונטיים המתאימים שמגיעים איתן. Hsieh, למשל, מתעניין בשלבים של חומר קוונטי שמייצרים הסתברויות שליליות חסרות היגיון כאשר הם מנותחים בצורה סטנדרטית. השליליות הזו, הוא מצא, יכולה להגדיר שלבים מסוימים של החומר בדיוק כפי שקסם יכול.

לפני עשרות שנים, נראה היה שהתשובה לשאלה מה הופך מערכת לקוונטית הייתה ברורה. כיום, החוקרים יודעים טוב יותר. לאחר 20 שנה שחקרו את האיים הקלאסיים הראשונים, רבים חושדים שהמסע שלהם לא יסתיים לעולם. אפילו כשהם ממשיכים לחדד את הבנתם היכן אין כוח קוונטי, הם יודעים שאולי לעולם לא יוכלו לומר היכן הוא נמצא בדיוק.

Quanta עורכת סדרה של סקרים כדי לשרת טוב יותר את הקהל שלנו. קח את שלנו סקר קוראי פיזיקה ותוכלו לזכות בחינם Quanta סחורה.