× Dichtbij
Voorbeeldspelborden voor (a) Tchoukaillon (een solitaire type gradenboog) en zijn directe kwantitatieve tegenhanger ManQala in (b). Hier tonen we beide panelen met N = 3 stenen en M = 3 rasterlocaties, en vertegenwoordigen we het zaaien met pijlen (die unitaire operatoren worden in de gradenboogsite). sequentiële unitaire procedures1 Jij ook2 In de figuur wordt de deterministische kwantumanaloog weergegeven van de eerste twee bewegingen van een chokelon via permutaties tussen locatie en populatie. De laatste zet van Tchoukaillon heeft geen uniforme hyperbolische realisatie in de kwantumversie van het spel. Daarom Yu3 Leidt het geval waarin de kans op het observeren van het winnende bord wordt gemaximaliseerd. Bij observatie (projectieve meting) wordt de doeltoestand bereikt, | 3,0,0⟩ met waarschijnlijkheid 4/9, en een ander geval dat een deterministische actie is weg van het doelgeval, | 0,3,0⟩ wordt bereikt met een waarschijnlijkheid van 2/9 (6/9 in totaal). Met een waarschijnlijkheid van 3/9 keert het bord terug naar de configuratie voor U3, dat is | 1,2,0⟩ en de laatste stap wordt herhaald totdat het lukt. credit: AVS kwantumwetenschap (2023). doi: 10.1116/5.0148240
Gradenboog spel Het is waarschijnlijk al in 6000 voor Christus ontstaan in Jordanië Het wordt tot op de dag van vandaag over de hele wereld gespeeld. Het bestaat uit stenen die spelers verplaatsen tussen een reeks kleine gaatjes op een houten spelbord. Het doel van het spel is om alle stenen in het laatste gat aan het einde van het bord te krijgen.
In een nieuwe studie gepubliceerd in AVS kwantumwetenschapOnderzoekers van Tulane University hebben een gemodificeerde solitaire-versie van de gradenboog, die ze ManQala noemen, toegepast op kwantumtoestandsgeometrie, het gebied van de kwantumfysica dat zich bezighoudt met het in specifieke toestanden brengen van kwantumsystemen.
Het centrale probleem dat quantum state engineering probeert op te lossen, zei Ryan Glaser, assistent-professor natuurkunde aan het College of Science and Engineering, is: “Wat moet ik doen om mijn kwantumsysteem in de staat te krijgen die ik wil?” In wezen moeten onderzoekers uitzoeken hoe ze ervoor kunnen zorgen dat deeltjes op bepaalde plaatsen blijven of bepaalde energieën hebben om ze te bestuderen en kwantumcomputers te gebruiken.
Bij kwantumdeeltjes is dat moeilijker dan bij bijvoorbeeld stenen op een gradenboog. “Kwantumdingen zijn over het algemeen erg gevoelig en moeilijk te controleren”, zei Glaser. “Het systeem kan snel kapot gaan en ervoor zorgen dat je elk kwantitatief voordeel dat je hebt of zou willen hebben, verliest.”
Kwantumfysici hebben al een aantal manieren om deze problemen op te lossen, maar de simulaties die de onderzoekers in dit onderzoek hebben uitgevoerd, toonden aan dat ManQala efficiënter is, zelfs op eenvoudigere systemen. “We zien al voordelen, zelfs in deze vereenvoudigde systemen met drie en drie gaten”, zei Glaser.
De studie is een van de vele op het gebied van kwantumspellen, zei Glaser, die “in feite gewone spellen zoals Sudoku, dammen of boter-kaas-en-eieren neemt en de regels van de kwantumfysica erop toepast en interessante dingen ziet die kunnen gebeuren.” Wanneer het gaat om kwantumdeeltjes in plaats van fysieke stenen, bestaat de kans dat de deeltjes met elkaar interfereren wanneer ze zich in aangrenzende “putten” bevinden. Dit betekent dat er meer zetten beschikbaar zijn, en in ieder geval voor Mancala: “Je kunt het spel winnen als je de kwantitatieve regels gebruikt waar je dat niet zou kunnen als je de klassieke regels zou gebruiken”, zei Glaser.
Hoewel deze studie zich richtte op simulaties, is Glaser optimistisch over toekomstige toepassingen van de hoekmeter. “Het is momenteel in het domein van de theorie, maar ik denk dat het zeker experimenteel haalbaar is,” zei Glaser. Hij hoopt ManQala toe te passen op een IBM Quantum-cloudcomputer, die hij in het verleden voor onderzoek heeft gebruikt, samen met collega-onderzoekers Thomas Searles van de Universiteit van Illinois in Chicago en Brian Kirby, assistent-professor natuurkunde aan Tulane.
meer informatie:
Onur Danaci et al, ManQala: Game-geïnspireerde strategieën voor quantum state engineering, AVS kwantumwetenschap (2023). doi: 10.1116/5.0148240
“Amateur-organisator. Wannabe-bierevangelist. Algemene webfan. Gecertificeerde internetninja. Fanatieke lezer.”
More Stories
LANL-wetenschappers hebben meer bewijs ontdekt van eerdere aardachtige omgevingen op Mars
Starlink – Starliner dubbele kop? SpaceX en Boeing Starliner richten zich maandag op hun doel
Zoek op zondag en maandag naar de oogverblindende meteorenregen Eta Aquaridus