Экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88

N+1Наука

Квантовые блуждания атомов помогли искать с оракулом

Марат Хамадеев

Aaron W. Young et al. / Science, 2022

Американские физики экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88 в ячейках двумерной оптической решетки. Распределение и расширение атомной волновой функции в их работе оказалось в хорошем согласии с простой моделью вплоть до области в сотню узлов. Ученые также продемонстрировали, как блуждания можно использовать для реализации квантового алгоритма поиска с оракулом. Исследование опубликовано в Science.

Случайными блужданиями называют математическую модель процесса, в котором точка в некотором пространстве совершает последовательность случайных шагов. Пространство может иметь любую природу, а сама модель максимально универсальна, из-за чего она находит применение во множестве различных сфер. С ее помощью ученые описывают броуновское движение молекул, перемещение животных, появления новых научных идей, шансы на победу в спортивных состязаниях и даже смену светлых и темных полос в жизни человека. Мощь этого метода была отмечена вручением Абелевской премии в 2020.

Как и многие другие классические модели и игры, случайные блуждания подверглись квантовому обобщению. Квантовые блуждания отличаются способностью частицы находиться в суперпозиции состояний, соответствующих шагам в различных направлениях. Это приводит к необычным эффектам, например, квантовой интерференции и обратимой унитарной эволюции. Случайность включает в себя стохастические эффекты, приводящие к потере когерентности и даже коллапсу волновой функции.

Такие свойства модели делают ее подходящей для квантовых вычислений и квантовых симуляций. Квантовые блуждания наиболее всего подходят к перемещению холодных электронов в кристаллической решетке, описываемых моделью Хаббарда. Для того, чтобы симуляция их динамики с помощью блужданий приносила ощутимую пользу, число узлов решетки должно быть велико. Масштабирование различных физических платформ (фотоны, ядерные спины, ионы и многое другое), подходящих для этого, так или иначе, сталкивается с проблемой шумов, которые нарушают когерентность.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Городские острова тепла вдвое снизили смертность людей из-за холода Городские острова тепла вдвое снизили смертность людей из-за холода

Городской остров тепла снижает смертность населения от холода на 51,5 процента

N+1
Страх и ненависть в лесу: «Бойся темноты» как пародия на фильм ужасов Страх и ненависть в лесу: «Бойся темноты» как пародия на фильм ужасов

«Бойся темноты» — несостоятельный сценарий и блеклая актерская игра

Forbes
Новые методы помогут искать воду в лунных кратерах и глубоко под поверхностью Новые методы помогут искать воду в лунных кратерах и глубоко под поверхностью

Ученые пытаются определить, где и сколько льда находится на Луне

ТехИнсайдер
Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп

Отсеквенировали ДНК из образцов, извлеченных из древнеегипетских каноп

N+1
Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе Святая вода из Эфиопии вызвала семь случаев устойчивой холеры в Европе

Вспышка холеры в Европе: во всем виновата святая вода из Эфиопии

N+1
Разноцветная система: почему все планеты разного цвета Разноцветная система: почему все планеты разного цвета

О чем говорят оттенки планет?

ТехИнсайдер
Все о жизни первой клоунессы СССР Ирины Асмус, которая погибла на арене цирка Все о жизни первой клоунессы СССР Ирины Асмус, которая погибла на арене цирка

Ириска — первая советская клоунесса

VOICE
Мифы о месячных: отвечаем на вопросы, которые ты стеснялась задать Мифы о месячных: отвечаем на вопросы, которые ты стеснялась задать

Собрали волнующие вопросы о месячных и попросили экспертов внести ясность

VOICE
Фарт инженера Павлуцкого Фарт инженера Павлуцкого

В местах этих на долю человека выпадет немало испытаний

Наука и жизнь
4 национальных символа, которые на самом деле «иностранцы» 4 национальных символа, которые на самом деле «иностранцы»

Ты знал, что Сталинградский завод был построен в США?

Maxim
Правда ли, что искусственный интеллект научился выявлять рак точнее рентгенолога: прорыв в диагностике онкологии Правда ли, что искусственный интеллект научился выявлять рак точнее рентгенолога: прорыв в диагностике онкологии

Может ли искусственный интеллект выявить рак? Как это поможет врачам?

ТехИнсайдер
Вместо сына: зачем афганским девочкам дают мужские имена Вместо сына: зачем афганским девочкам дают мужские имена

Бача-пош: что это за практика и как она влияет на афганок?

Forbes
Инструмент мечты или экзистенциальная угроза: сможет ли нейросеть заменить художника Инструмент мечты или экзистенциальная угроза: сможет ли нейросеть заменить художника

Человек vs машина: кто способен лучше рисовать картины?

Forbes
Помоги себе сам. Книги, которые помогут поддержать психическое здоровье «в домашних условиях» Помоги себе сам. Книги, которые помогут поддержать психическое здоровье «в домашних условиях»

Эти книги расскажут, по каким законам работает психика и тело

ТехИнсайдер
«Сила женщины в ее слабости»: почему важно быть разной «Сила женщины в ее слабости»: почему важно быть разной

Чередование противоположностей поможет женщинам стать полноценными личностями

Psychologies
Почему так тяжело смириться с потерей домашних животных: 5 фактов Почему так тяжело смириться с потерей домашних животных: 5 фактов

Век питомцев гораздо короче человеческого, и терять их невыносимо горько

Psychologies
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
Ничего не поделать: почему формируется выученная беспомощность и как ее преодолеть Ничего не поделать: почему формируется выученная беспомощность и как ее преодолеть

Почему люди добровольно отдают контроль над жизнью и предпочитают бездействие

Forbes
Как появилось знаменитое розовое платье Мэрилин Монро Как появилось знаменитое розовое платье Мэрилин Монро

Кто одевал Монро и почему сработал один из самых известных нарядов Монро?

Правила жизни
Юпитер ограничил параметры темной материи Юпитер ограничил параметры темной материи

Физики предложили новый метод для ограничения параметров темной материи

N+1
Зачем анализировать обратную связь от пользователей приложений: инсайд для тех, кто решил развивать свой продукт Зачем анализировать обратную связь от пользователей приложений: инсайд для тех, кто решил развивать свой продукт

Изучение обратной связи — важный этап в развитии продукта

ТехИнсайдер
Смотреть в корень Смотреть в корень

Может ли секс быть ресурсом?

Psychologies
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes
Аркадий Ипполитов Аркадий Ипполитов

Аркадий Ипполитов — о денди и экс-барабанщике группы «Кино» Георгии Гурьянове

Собака.ru
Воскрешение в воскресенье: как настроиться на тяжёлую неделю Воскрешение в воскресенье: как настроиться на тяжёлую неделю

Как с помощью воскресенья сделать подарок себе будущему

VC.RU
Рубцы на коже: почему необходим комплексный подход к лечению Рубцы на коже: почему необходим комплексный подход к лечению

Можно ли сделать так, чтобы рубцы стали незаметными?

Psychologies
Окно в Париж Окно в Париж

Художник-импрессионист Камиль Писсарро и его парижские пейзажи

Вокруг света
Святое Собеседование: рождение жанра Святое Собеседование: рождение жанра

Живописец Ян ван Эйк жил по принципу: «любой каприз за ваши деньги»

Дилетант
Будем цифросексуалами? Будем цифросексуалами?

Как изменятся наши отношения?

Psychologies
6 типов психоэмоциональных вампиров 6 типов психоэмоциональных вампиров

Почему важно распознавать людей, крадущих у нас энергию?

Psychologies
Открыть в приложении