Forskere finder retning, der bestemmes af hastigheden af ​​møntvending i kvanteverdenen

Plat eller krone. Hoveder? Tag et skridt til venstre. Haler? Tag et skridt til højre. I kvanteverdenen? Gå i begge retninger på én gang, som en bølge, der breder sig. Kaldes 'walker-analogien, 'Denne tilfældige proces kan anvendes i både klassiske og kvantealgoritmer, der bruges i state-of-the-art teknologier såsom kunstig intelligens og datasøgningsprocesser. Imidlertid, tilfældigheden gør også gåturen svær at kontrollere, gør det sværere at designe systemer præcist.

Et forskerhold baseret i Japan bevæger sig muligvis mod en mere kontrolleret gåtur ved at afsløre den mekanisme, der ligger til grund for retningsbeslutningen for hvert kvantetrin, og introducere en måde at potentielt kontrollere bevægelsesretningen. De offentliggjorde deres resultater den 16. oktober i Videnskabelige rapporter , et tidsskrift om naturforskning.

"I vores undersøgelse, vi fokuserede på mønten, der bestemmer adfærden af ​​kvantevandringen for at udforske kontrollerbarhed, " sagde papirforfatter Haruna Katayama, kandidatstuderende på Graduate School of Integrated Arts and Sciences på Hiroshima University.

I klassiske systemer, mønten leder rollatoren i rummet:højre eller venstre. I kvantesystemer, en mønt er uendeligt mindre pålidelig, da rollatoren både fungerer som en partikel, der står i ét rum, og som en bølge, der strækkes ud i alle muligheder over tid.

"Vi introducerede den tidsafhængige mønt, hvis sandsynlighed for at lande på hoveder eller hale varierer tidsmæssigt for at afsløre møntens funktion, " sagde Katayama.

Denne tidsafhængige mønt kan flytte rollatorens position, fandt forskerne, men rollatorens bølgeegenskab tilslørede, hvor meget fysisk plads mønten kontrollerede.

"Det lykkedes os at afklare ækvivalensen af ​​to helt forskellige begreber - ækvivalensen af ​​ændringshastigheden i møntsandsynlighed og bølgens hastighed - for første gang, " sagde Katayama. "Denne afslørede mekanisme gør det muligt for os at kontrollere kvantevandringen efter behov ved at manipulere mønten med at bevare den tilfældige proces, tilvejebringelse af grundlæggende grundelementer i innovative kvanteinformationsbehandlingsteknologier såsom kvanteberegning. "

Forskerne fastslog, at hvor hurtigt mønten vendte direkte påvirkede, hvor hurtigt bølgen bevægede sig, hvilket resulterer i en vis kontrol over rollatorens bevægelse.

"Gå-mekanismen gør os i stand til at skræddersy kvantevandringer, som vi ønsker, ved at manipulere møntskiftehastigheden, " sagde Katayama. "Desuden, vi har fundet ud af, at kvanteturen med den ønskede bane kan realiseres på forespørgsel ved at designe mønten. Vores resultater åbner vejen mod kontrol af kvantevandringer."