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

Паукообразные обезьяны повторили мимику сородичей во время игры Паукообразные обезьяны повторили мимику сородичей во время игры

У людей нечеловеческих приматов есть так называемое игровое лицо

N+1
Как у Брижит или Хадид Как у Брижит или Хадид

Модная челка: 9 лучших вариантов

Лиза
Новозеландец под присмотром антропологов набил себе татуировки Этци Новозеландец под присмотром антропологов набил себе татуировки Этци

Татуировщик сделал себе татуировки с помощью инструментов и техник древних людей

N+1
Виртуальный поп-артист Парнишка — о хитах, анонимности и индустрии Виртуальный поп-артист Парнишка — о хитах, анонимности и индустрии

Парнишка — о ностальгии в поп-музыке, анатомии хита и будущем индустрии

РБК
Жестокий эксперимент, который держали в строгом секрете: как в СССР готовились к отправке человека на Марс Жестокий эксперимент, который держали в строгом секрете: как в СССР готовились к отправке человека на Марс

«Год в земном звездолете»: что это за эксперимент и почему СССР его скрывал?

ТехИнсайдер
По заветам матери Терезы: личная история волонтерства в Индии По заветам матери Терезы: личная история волонтерства в Индии

Волонтерство: пролететь полмира, чтобы бескорыстно помогать страдающим

Вокруг света
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
Не только «Брат-2»: самые скрепные отечественные фильмы про русских за границей Не только «Брат-2»: самые скрепные отечественные фильмы про русских за границей

Как советские и российские режиссеры видели соотечественников за границей?

Maxim
«Люди мы русские, имена же наши Карл, Инегельд, Фарлоф...» «Люди мы русские, имена же наши Карл, Инегельд, Фарлоф...»

У сторонников версии о призвании норманнов на Русь есть железный аргумент

Дилетант
Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!» Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!»

Страх — одно из важнейших для выживания чувств. Но надо уметь им управлять

ТехИнсайдер
Как выстроить личные границы, когда босс стучит кулаком по столу? Как выстроить личные границы, когда босс стучит кулаком по столу?

Как выстроить свою рабочую зону комфорта раз и навсегда?

Psychologies
Финансовая сепарация: что делать, если женщина материально зависит от мужа Финансовая сепарация: что делать, если женщина материально зависит от мужа

Как бороться с финансовой зависимостью в отношениях?

Psychologies
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Как правильно хранить еду в холодильнике? Как правильно хранить еду в холодильнике?

Что, думаешь, положил продукты в холодильник и пошел? А вот и нет!

Maxim
Кто умнее: кошки или собаки? Кто умнее: кошки или собаки?

Учение измерили когнитивные способности кошек и собак

Maxim
Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины

Интимные проблемы половых хромосом

СНОБ
6 фруктов, которые богаты белком 6 фруктов, которые богаты белком

Если вы следите за потреблением белка, обратите внимание на эти фрукты

ТехИнсайдер
«Обидчивый маньяк»: история Николая Дудина, который убивал всех, кто ему грубил «Обидчивый маньяк»: история Николая Дудина, который убивал всех, кто ему грубил

Николай Дудин поставил печальный рекорд по количеству жертв

VOICE
Как правильно закусывать? Как правильно закусывать?

Классические сочетания алкогольных напитков и еды, полезные и вредные комбинации

Maxim
Убивший 100 женщин: история орского маньяка, который до сих пор на свободе Убивший 100 женщин: история орского маньяка, который до сих пор на свободе

Валерий Андреев — один из самых опасных убийц в России

VOICE
Что разрушает наши отношения: 3 причины Что разрушает наши отношения: 3 причины

«Черная триада» — три причины, по которым разрушаются отношения

Psychologies
В Южной Корее снова отредактировали собак. Теперь — чтобы укрепить лабрадорам бедра В Южной Корее снова отредактировали собак. Теперь — чтобы укрепить лабрадорам бедра

В Южной Корее родились два генетически модифицированных лабрадора

N+1
Почему императоров убивают? Пример из истории России Почему императоров убивают? Пример из истории России

Почему убили императора Павла I

ТехИнсайдер
Кто сильнее – карбон или титан? Команда гиков сравнила реакцию обоих материалов на сжатие Кто сильнее – карбон или титан? Команда гиков сравнила реакцию обоих материалов на сжатие

Парни решили проверить, насколько суперматериалы действительно «супер»

ТехИнсайдер
Поворот сюжета Поворот сюжета

История лесничего Ивана Рейнмана

Дилетант
Потерянный человек в потерянном раю Потерянный человек в потерянном раю

Памяти Натальи Нестеровой

Weekend
Как жить с карьеристом? Как жить с карьеристом?

Ваша «половина» слишком увлечена работой?

Psychologies
Соловецкие «Вавилоны» Соловецкие «Вавилоны»

Соловецкие острова – туристический бренд Архангельской области

Отдых в России
Печать по живому Печать по живому

Беседа с отечественным разработчиком биопринтеров

Цифровой океан
Яна Сексте: Яна Сексте:

Бомба замедленного действия — Яна Сексте

Караван историй
Открыть в приложении