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

«Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину» «Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину»

Почему во время Крымской войны большинство солдат погибало в госпиталях

N+1
6 комплексов собственника: как вещи владеют нами 6 комплексов собственника: как вещи владеют нами

Шесть эффектов, которые производит на нас чувство собственности

Psychologies
Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета Ваши внутренние часы устанавливают время приема пищи, которое снижает риск ожирения и диабета

Зачем синхронизировать количество потребляемых калорий с циркадным ритмом?

ТехИнсайдер
Чем противобуксовочная система отличается от ESP: факты, которые удивят даже опытных автовладельцев Чем противобуксовочная система отличается от ESP: факты, которые удивят даже опытных автовладельцев

Разбираемся в системах активной безопасности авто

ТехИнсайдер
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Лучшие алкогольные рецепты с арбузом: от классики до экзотических Лучшие алкогольные рецепты с арбузом: от классики до экзотических

Как вдохнуть алкогольную страсть в отношения с арбузом.

Maxim
Гонки с Чикатило: история Александра Пичушкина, который мечтал стать самым известным маньяком в СССР Гонки с Чикатило: история Александра Пичушкина, который мечтал стать самым известным маньяком в СССР

Битцевский маньяк собирался довести число своих жертв до 64

VOICE
Илон Маск в переработке. Как выпускник Принстона создал крупнейшую в мире частную компанию по утилизации мусора с оборотом $70 млн в год Илон Маск в переработке. Как выпускник Принстона создал крупнейшую в мире частную компанию по утилизации мусора с оборотом $70 млн в год

История компании по утилизации отходов TerraCycle

Inc.
Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди

Мир никогда бы не узнал о медвежонке Тедди, не прояви упорство Маргарет Штайфф

Forbes
3 современные российские книги о детско-родительской травме 3 современные российские книги о детско-родительской травме

Бибилиотерапия, которая поможет осмыслить детско-родительские травмы

Psychologies
Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы» Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы»

Почему вдруг важными становятся групповые процессы, а не индивидуальность?

Psychologies
Метод языкового погружения: как заговорить на английском на уровне носителя Метод языкового погружения: как заговорить на английском на уровне носителя

Что такое метод языкового погружения и чем он полезен в долгосрочной перспективе

ТехИнсайдер
Наш мозг считает быстрее всего не слева направо, а снизу вверх Наш мозг считает быстрее всего не слева направо, а снизу вверх

Самое удобное для нашего мозга расположение чисел — в столбик снизу вверх

ТехИнсайдер
Китайские химики смоделировали фильтрацию дыма древней лампы-гуся Китайские химики смоделировали фильтрацию дыма древней лампы-гуся

Древняя масляная лампа-гусь могла снижать загрязнение воздуха в помещении

N+1
Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+ Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+

Разбираемся, за что стоит похвалить Disney+, а за что — покритиковать

Правила жизни
6 советов, которые помогут сделать жизнь экологичнее 6 советов, которые помогут сделать жизнь экологичнее

Помочь природе может каждый, даже слегка изменив повседневную рутину

СНОБ
Последний генеральный. Жизнь и смерть Михаила Горбачева Последний генеральный. Жизнь и смерть Михаила Горбачева

За что любили и ненавидели Михаила Сергеевича Горбачева

Правила жизни
Физики заставили фотоны интерферировать с магнонами Физики заставили фотоны интерферировать с магнонами

Физики продемонстрировали квантовую интерференцию между различными волнами

N+1
Как приготовить омлет «Пуляр», фирменное блюдо Александра Богданова, бренд-шефа Cafe Claret и Marius Как приготовить омлет «Пуляр», фирменное блюдо Александра Богданова, бренд-шефа Cafe Claret и Marius

Омлет «Пуляр» настолько пышный и воздушный, что напоминает скорее десерт

Правила жизни
Ни отеля, ни лошадей: 5 советов, как не испортить себе отпуск невнимательностью к деталям Ни отеля, ни лошадей: 5 советов, как не испортить себе отпуск невнимательностью к деталям

Два москвича собрались в горы, но вместо релакса получили череду казусов

Вокруг света
Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей

Во время убийств он испытывал «высшее наслаждение»

VOICE
Непентес приспособился использовать энергию падающих капель дождя для поимки жертв Непентес приспособился использовать энергию падающих капель дождя для поимки жертв

Механизм ловушки этого растения работает не так, как предполагалось ранее

N+1
3 главные загадки Древнего Египта, которые ученые до сих пор не могут раскрыть 3 главные загадки Древнего Египта, которые ученые до сих пор не могут раскрыть

Мы до сих пор очень мало знаем о загадочных египетских пирамидах

ТехИнсайдер
Умер Михаил Горбачев. Жизнь первого и последнего президента СССР — в фотографиях Умер Михаил Горбачев. Жизнь первого и последнего президента СССР — в фотографиях

Вспоминаем, чем запомнилась эпоха Горбачева

Правила жизни
Проблемы с сексом, тайная любовница Гитлера на протяжении 16 лет и жена на 36 часов: тяжелая судьба красавицы Евы Браун Проблемы с сексом, тайная любовница Гитлера на протяжении 16 лет и жена на 36 часов: тяжелая судьба красавицы Евы Браун

Имя Гитлера на слуху у всех, но что нам известно про его любовницу Еву Браун

ТехИнсайдер
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
Бессмертие ей к лицу: почему после Бессмертие ей к лицу: почему после

Почему рухнула карьера Эшли Грин?

VOICE
Чего добился «Спартак» за 18 лет при Федуне Чего добился «Спартак» за 18 лет при Федуне

Насколько был значим Леонид Федун для клуба «Спартак»?

Forbes
Секреты стиля Патрика Шварценеггера — от белых костюмов до выверенной базы Секреты стиля Патрика Шварценеггера — от белых костюмов до выверенной базы

Разбираем стиль Патрика Шварценеггера на составляющие

Правила жизни
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
Открыть в приложении