Skjult bro mellem kvanteeksperimenter og grafteori afdækket

Et svar på et kvantefysisk spørgsmål leveret af algoritmen Melvin har afdækket en skjult forbindelse mellem kvanteeksperimenter og det matematiske område i Graph Theory. Forskere fra det østrigske videnskabsakademi og universitetet i Wien fandt den dybe forbindelse mellem eksperimentel kvantefysik og denne matematiske teori i studiet af Melvins usædvanlige løsninger, som ligger ud over menneskelig intuition. De rapporterer nu i journalen Fysisk gennemgangsbreve .

Kvantfysikkens fænomener er fuldt ud beregningsbare - men undgår ofte menneskelig logik. I fremtiden, det ville netop være computeralgoritmer, der kunne yde et afgørende bidrag til løsningen af ​​kvantefysiske spørgsmål, hvor menneskelig logik ikke kommer længere, som det nu blev demonstreret af Melvin. Algoritmen udviklet af forskere ved det østrigske videnskabsakademi (ÖAW) og universitetet i Wien er faktisk ved at blive skabt til beregning af tekniske løsninger til kvantefysiske eksperimenter. For et generelt spørgsmål stillet sidste år, Melvin leverede en løsning, der viste sig at være overraskende praktisk - men i første omgang helt ude af kontakt med menneskelig intuition.

Bemærkelsesværdig nummersekvens

"Løsningen kunne praktisk talt implementeres i form af et eksperiment i laboratoriet, "bekræfter kvantefysikeren Mario Krenn fra forskergruppen til Anton Zeilinger, professor ved universitetet i Wien og gruppeleder ved Institute of Quantum Optics and Quantum Information fra det østrigske videnskabsakademi. "Men først forstod vi ikke, hvordan det rent faktisk fungerer, "fortsætter forskeren.

I analysen af ​​denne løsning beregnet af Melvin, forskerne famlede indledningsvis i mørket. Indtil de fandt på en bemærkelsesværdig række af tal, der kun kendes i den såkaldte grafteori-et sofistikeret matematikområde, der er blevet brugt til at beskrive netværk som internettet eller neurale netværk.

Nye eksperimentelle metoder

Den usædvanlige tilgang, som ville have været skjult for kvantefysikere, fik forskerne til at undersøge denne forbindelse nærmere. Som de nu rapporterer i journalen Fysisk gennemgangsbreve , der er store ligheder mellem eksperimentel kvantefysik og matematisk grafteori:Hvis metoder og viden fra grafteori bruges til at beregne og planlægge et kvanteeksperiment, det er muligt at komme med meget præcise og nye udsagn om resultaterne. "Egenskaber ved kvanteeksperimenter kan beregnes ved hjælp af grafteori, og spørgsmål i grafteori kan besvares i kvanteeksperimenter, "forklarer Krenn. På denne måde, det er også muligt at forstå kvanteteknologi som en graf eller et netværk for at undersøge nye eksperimentelle muligheder.

Også for kvantefysikeren Anton Zeilinger denne bro, opdaget takket være Melvin, er meget lovende:"Det var meget overraskende at se, at der er en ny dyb forbindelse mellem kvantefysik og matematik." Hvilket konkret potentiale dette fund rummer, er endnu ikke beregnet. "Det må forventes, "siger Zeilinger, "at denne viden vil have betydning for udviklingen af ​​begge områder i fremtiden."