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

Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью Детский плач в возрасте пяти месяцев связали с наследственностью

Генетические факторы отвечают за 70 процентов плача

N+1
Астрономы ищут в океане неизвестный объект, который, вероятно, прибыл из межзвездного пространства Астрономы ищут в океане неизвестный объект, который, вероятно, прибыл из межзвездного пространства

В 2014 году странный объект упал недалеко от побережья Папуа-Новой Гвинеи

ТехИнсайдер
Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений Мухи распространили украденные у муравьев семена мирмекохорных растений

Как двукрылые насекомые распространяют семена

N+1
«Автостопом по мозгу. Когда вся вселенная у тебя в голове». Все об устройстве и работе мозга «Автостопом по мозгу. Когда вся вселенная у тебя в голове». Все об устройстве и работе мозга

Пора заглянуть внутрь: что же происходит в мозге, когда мы ничем не заняты?

N+1
Эта привычка может повысить риск развития деменции на 43% Эта привычка может повысить риск развития деменции на 43%

Употребление большого количества сахара может повысить риск развития деменции

ТехИнсайдер
С кем из знаменитостей знакома королева Елизавета: от Мэрилин Монро до Леди Гаги С кем из знаменитостей знакома королева Елизавета: от Мэрилин Монро до Леди Гаги

Елизавета II за 70 лет в статусе королевы повидала немало знаменитостей

VOICE
Растения, которые должны быть в доме у настоящего мужика Растения, которые должны быть в доме у настоящего мужика

Никаких фиалок и хлорофитумов. Только хардкор!

Maxim
Ловушка парентификации: как «стакан воды» превращается в травму на всю жизнь Ловушка парентификации: как «стакан воды» превращается в травму на всю жизнь

Нейропсихолог и психотерапевт Алена Ванченко — о травме парентификации

Forbes
Советские мультфильмы, которые учили детей вредному Советские мультфильмы, которые учили детей вредному

Если пересмотреть мультики нашего детства, то к многим из них возникают вопросы

Maxim
«Прошу признать меня некрофилом»: история петербургского душителя Дмитрия Вороненко «Прошу признать меня некрофилом»: история петербургского душителя Дмитрия Вороненко

В последнем слове Дмитрий Вороненко заявил, что ему безразличен приговор

VOICE
Эмили Ратаковски, Шакира и другие роскошные женщины, которым изменили мужья Эмили Ратаковски, Шакира и другие роскошные женщины, которым изменили мужья

Даже звезды порой сталкиваются с циничным обманом

VOICE
Обаяние Алании Обаяние Алании

Путешествие по Алании будет запоминающимся и сильно не ударит по вашему кошельку

Отдых в России
Атмосфера 90-х и озеро-море: как москвичка отдохнула в санатории на Иссык-Куле за 250 тысяч рублей Атмосфера 90-х и озеро-море: как москвичка отдохнула в санатории на Иссык-Куле за 250 тысяч рублей

Отзыв о двухнедельном путешествии по Кыргызстану

Вокруг света
Японский «кроссворд» Даллеса Японский «кроссворд» Даллеса

Вторая мировая война завершилась на борту американского линкора «Миссури»

Дилетант
5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск 5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск

Книга — лучший попутчик в отпуске!

Maxim
Как переживал начало Второй мировой войны ювелирный дом Cartier Как переживал начало Второй мировой войны ювелирный дом Cartier

Отрывок из книги об одном из самых известных ювелирных домов в мире

СНОБ
Какими бывают токсичные отцы Какими бывают токсичные отцы

Основные особенности характера токсичных отцов

Psychologies
«Мы вам перезвоним» «Мы вам перезвоним»

9 причин, почему тебя не берут на работу и что с этим делать

Лиза
«Современная энциклопедия для девочек»: что нужно с детстсва знать о личных границах «Современная энциклопедия для девочек»: что нужно с детстсва знать о личных границах

«Современной энциклопедии для девочек» — как девочкам искать и защищать себя

Forbes
Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид

Как египтяне возводили пирамиды Гизы?

N+1
Счастье не за горами Счастье не за горами

Пермь – культурная столица Урала. Есть повод присмотреться к ней поближе

Лиза
Никита Ковтунов — об учебе у Брусникина и преподавании в Gogol School Никита Ковтунов — об учебе у Брусникина и преподавании в Gogol School

Никита Ковтунов — об универсальности артиста и русской литературе

РБК
Избыточная мужественность: почему слишком много тестостерона — это плохо Избыточная мужественность: почему слишком много тестостерона — это плохо

Разбираемся, как распознать опасно высокий уровень тестостерона

Maxim
Почему август в России считают проклятым месяцем? Почему август в России считают проклятым месяцем?

Кризисы, катастрофы и трагедии, которые происходили с Россией в августе

Maxim
Ссылка в «А.Л.Ж.И.Р»: как жили узницы крупнейшего женского лагеря ГУЛАГа Ссылка в «А.Л.Ж.И.Р»: как жили узницы крупнейшего женского лагеря ГУЛАГа

«А.Л.Ж.И.Р»: крупнейшее женское трудовое поселение в СССР

Forbes
Недалеко от Багамских островов нашли обломки испанского галеона с сокровищами Недалеко от Багамских островов нашли обломки испанского галеона с сокровищами

Исследовано место крушения испанского галеона, затонувшего больше 350 лет назад

N+1
Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов

Как быстро и эффективно восстановить психическое равновесие в конце дня

Psychologies
«Костыль для общения»: можно ли построить отношения без манипуляций «Костыль для общения»: можно ли построить отношения без манипуляций

Попробуем разобраться, можно ли построить отношения без манипуляции

Psychologies
Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание

«Ты такая нежная и изящная — прямо-таки тургеневская девушка!»

VOICE
Средневековые английские монахи пострадали от кишечных паразитов Средневековые английские монахи пострадали от кишечных паразитов

Больше половины обследованных августинцев из Кембриджа были заражены гельминтами

N+1
Открыть в приложении