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

Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой

Ученые впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой

N+1
Шансы выжить невелики: что будет, если человека ударит молнией Шансы выжить невелики: что будет, если человека ударит молнией

Электрические разряды редко проходят для людей без последствий

Вокруг света
Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе

Астрономы нашли экзогиганта на необычно широкой и ретроградной орбите

N+1
Население древнего карфагенского города оказалось генетически разнообразным Население древнего карфагенского города оказалось генетически разнообразным

Палеогенетики исследовали геномы жителей Средиземноморья железного века

N+1
Укус осы: правила первой помощи и 8 советов, как его избежать Укус осы: правила первой помощи и 8 советов, как его избежать

Большой угрозы укус осы не представляет, но есть исключения

РБК
Потерянный человек в потерянном раю Потерянный человек в потерянном раю

Памяти Натальи Нестеровой

Weekend
«Господи! Помоги мне выжить среди этой смертной любви»: история самой известной работы Дмитрия Врубеля «Господи! Помоги мне выжить среди этой смертной любви»: история самой известной работы Дмитрия Врубеля

История работы, ставшей символом воссоединения Германии

СНОБ
Пан и не пропал: 55 лет назад вышел дебютный альбом Pink Floyd. Вот почему он знаковый Пан и не пропал: 55 лет назад вышел дебютный альбом Pink Floyd. Вот почему он знаковый

Как The Piper at the Gates of Dawn прославил Pink Floyd

Правила жизни
Что вы знаете о Лермонтове? 7 неожиданных фактов из жизни русского поэта Что вы знаете о Лермонтове? 7 неожиданных фактов из жизни русского поэта

7 неочевидных фактов о самом романтичном поэте своего времени

ТехИнсайдер
Тестируем Mitsubishi Eclipse Cross: гонять и никаких понтов Тестируем Mitsubishi Eclipse Cross: гонять и никаких понтов

Mitsubishi Eclipse Cross — оптимальный универсальный автомобиль

Maxim
Принцесса Диана: истоки культа Принцесса Диана: истоки культа

Как появился миф о прекрасной принцессе Диане?

Psychologies
Хентай и ультранасилие: 5 компьютерных игр, которые ни за что нельзя давать детям Хентай и ультранасилие: 5 компьютерных игр, которые ни за что нельзя давать детям

Некоторые релизы игр могут стать причиной детских ментальных травм

Maxim
Инга Девяткина: «Хороший человек — это профессия» Инга Девяткина: «Хороший человек — это профессия»

До руководителя в «Dr. Живаго» я прошла долгий путь от хостес до администратора

Bones
Загадки Дюрера: что зашифровал художник в своих работах Загадки Дюрера: что зашифровал художник в своих работах

Какие знаки и символы зашифрованы в знаменитых работах великого художника Дюрера

Культура.РФ
Телескопы, звезды и темная материя: 5 женщин, которые изменили астрономию Телескопы, звезды и темная материя: 5 женщин, которые изменили астрономию

Космические открытия, сделанные героинями этой подборки

Forbes
Подержанный автомобиль: инструкция по покупке Подержанный автомобиль: инструкция по покупке

Семь самых распространенных вопросов о покупке б/у автомобиля

Men Today
Погребенные заживо: леденящие кровь истории похороненных, но выживших Погребенные заживо: леденящие кровь истории похороненных, но выживших

Эти люди смотрели смерти в лицо, их жизнь уже не будет прежней

ТехИнсайдер
Сплошное расстройство! Сплошное расстройство!

Кишечные инфекции в жару – не редкость. Как избежать проблем?

Лиза
Музыкальная терапия показывает обнадеживающие результаты против развития деменции Музыкальная терапия показывает обнадеживающие результаты против развития деменции

Как музыка препятствует развитию нейродегенеративных заболеваний

ТехИнсайдер
7 признаков, которые выдают псевдоинтеллектуала 7 признаков, которые выдают псевдоинтеллектуала

Как вывести на чистую воду тех, кто привык казаться, а не быть

Maxim
Так сошлись звезды: зачем предприниматели и политики ищут ответы в астрологии Так сошлись звезды: зачем предприниматели и политики ищут ответы в астрологии

Как обращение к предсказательным практикам определяло историю

Forbes
«Я понимал, что многое снимаю «в стол»: фотограф Сергей Борисов о цензуре и свободе «Я понимал, что многое снимаю «в стол»: фотограф Сергей Борисов о цензуре и свободе

Фотограф Сергей Борисов — об андеграунде и чутье на тренды

Forbes
От «Казалетов» до Джонатана Франзена: 5 современных семейных саг От «Казалетов» до Джонатана Франзена: 5 современных семейных саг

Важные семейные саги последних лет

Forbes
Как ГИБДД вычисляет замазанные цифры на госномере: фото и ответы Как ГИБДД вычисляет замазанные цифры на госномере: фото и ответы

Как вычисляют и ловят двойников авто с помощью системы «Паутина»

РБК
«Этот журнал создан для изгнанников» «Этот журнал создан для изгнанников»

Зачем эмигранты основывали собственные издания и чем это заканчивалось

Weekend
Что такое инсомния: причины бессонницы, виды, лечение, советы врача Что такое инсомния: причины бессонницы, виды, лечение, советы врача

Причины бессонницы и способы борьбы с ней

РБК
Как заморозить ягоды на зиму, чтобы они сохранили свои свойства Как заморозить ягоды на зиму, чтобы они сохранили свои свойства

Заморозить свежие ягоды на зиму довольно легко!

ТехИнсайдер
Кето или интервальное голодание? Идеальная диета по знаку зодиака Кето или интервальное голодание? Идеальная диета по знаку зодиака

Какую диету рекомендуют тебе звезды?

VOICE
Откуда берутся психосоматические заболевания и как их лечить Откуда берутся психосоматические заболевания и как их лечить

Почему важно проживать свои эмоции и как вылечить болезнь работой с сознанием?

Maxim
Николай Пирогов: за что святого доктора и отца-основателя военно-полевой хирургии отправили в ссылку? Николай Пирогов: за что святого доктора и отца-основателя военно-полевой хирургии отправили в ссылку?

Российский врач, ученый и педагог Николай Пирогов был фанатом своего дела

ТехИнсайдер
Открыть в приложении