Steder for Riemann -nuller måles nøjagtigt

Riemann -hypotesen rejst i 1859 er et af de seks uløste årtusindproblemer, og dets bevis letter i høj grad forståelsen af ​​fordelingslovene for primtal. I lang tid, der har været et voksende fagligt fokus på de ikke-trivielle nuller i Riemann zeta-funktionen. Dette gør det muligt for fysikere at reproducere primtal og inspirerer dem til at opdage essensen af ​​Riemann -hypotesen med en mulig kvantetilgang.

For at opnå højpræcisionsmåling af placeringen af ​​Riemann-nullerne, Prof. GUO Guangcans forskerhold fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi vedtog et fanget ionsystem.

Holdet, sammen med spanske teoretiske fysikere prof. Charles Creffield og prof. German Sierra, målte eksperimentelt de første 80 Riemann-nuller ved hjælp af en fanget-ion qubit i en Paul-fælde, som periodisk drives med mikrobølgefelter. Resultaterne blev offentliggjort i NPJ Quantum Information den 14. juli.

Blandt alle mulige løsninger, formodningen Hilbert – Pólya kombinerer Riemann zeta -funktionen med kvanteteori. Formodningen antager eksistensen af ​​et kvantesystem, hvor egenværdierne for de hamiltonske størrelser er i overensstemmelse med Riemann -nullerne. Forskere tiltrækkes af denne formodning og opdager mange potentielle statiske Hamiltonians. Men disse statiske Hamiltonianere er svære at måle eksperimentelt.

I dette arbejde, forskerne valgte ikke at bevise Riemann -hypotesen, men at tilvejebringe en fysisk udførelsesform for matematiske objekter ved hjælp af avanceret kvante -teknologi. I det fangede ionsystem, ion blev udsat for et tids-periodisk drivfelt, og dens adfærd blev følgelig beskrevet af Floquet -teorien. Da en effekt kaldet "sammenhængende ødelæggelse af tunneling" dukkede op, de kunne observere frysning af qubits dynamik, efterhånden som køreparametrene var varierede.

Takket være high-fidelity kvanteoperationer og en lang sammenhængstid, forskerne opnåede 30 køreperioder og målte de første 80 Riemann -nuller, en forbedring på næsten to størrelsesordener i forhold til tidligere værker.

Dette arbejde giver et vigtigt eksperimentelt grundlag for forskere til at studere formodningerne om Hilbert -Pólya og få en dybere forståelse af sammenhængen mellem Riemann -hypotesen og kvantesystemer.