.A maximally entangled quantum state with a fixed spectrum does not exist in the presence of noise, mathematician claims
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.A maximally entangled quantum state with a fixed spectrum does not exist in the presence of noise, mathematician claims
고정된 스펙트럼을 갖는 최대 얽힘 양자 상태는 노이즈가 있는 상황에서는 존재하지 않는다고 수학자들은 주장한다
David Appell, Phys.org 제공 출처: Pixabay/CC0 퍼블릭 도메인 August 21, 2024
20년 이상 양자 연구자들은 양자 시스템이 노이즈가 있는 상황에서 최대 얽힘을 가질 수 있는지 궁금해했습니다. 스페인의 한 수학자는 최근에 그 질문에 답했습니다: 아니요. 양자 얽힘 이라는 개념은 닐스 보어와 알베르트 아인슈타인 간의 토론에서 시작되었습니다.
아인슈타인은 이 개념을 좋아하지 않았고 조롱조로 "원거리에서의 섬뜩한 작용"이라고 불렀습니다. 양자 물리학자들은 수십 년 동안 이 개념에 대해 고민했고, 벨 부등식 이라는 기본 원리로 정제되어 고전적 영역과 양자적 영역을 구분했습니다. 얽힘은 시스템 내의 객체가 무엇이든 서로 독립적으로 설명될 수 없을 때 발생합니다.
그들은 과학자들이 설명하지 못했던 방식으로 어떻게든 연결되어 있습니다. 오히려 이해할 수 없습니다. 고전적 존재인 우리에게는 너무나 비직관적으로 보이기 때문입니다. 고전적 사고를 하는 것이지 양자적 사고를 하는 것은 아닙니다. 양자 과학자들은 얽힘 현상을 이용하여 양자 컴퓨터, 양자 암호화, 양자 센서, 양자 순간이동과 같은 기술을 구축하고 개선하고 있으며, 더욱 발전하고자 합니다.
많은 양자 과학자들은 양자 컴퓨터가 얽힌 상태 의 입자나 분자를 필요로 한다고 믿습니다 . 그러한 상태는 양자 역학에서만 존재합니다. 순 스핀이 0인 두 개의 얽힌 전자 시스템을 생각해 보세요. 한 전자의 스핀을 측정하면, 그것이 무엇이든, 얽힌 파트너는 거리에 관계없이 즉시 반대 스핀으로 떨어지는 듯합니다. 그러나 다소 신비롭게도 두 입자 사이에는 정보가 전달되지 않았습니다.
얽힘은 구성원이 1,000km 이상 떨어져 있는 시스템에서 입증되었습니다 . 큐비트는 양자 비트로, 상태(여기서는 전자)가 동시에 여러 상태로 존재할 수 있습니다. 전자는 양자 중첩 상태에 있다고 합니다. 위에서 측정되기 전에 각 전자는 큐비트이며, 스핀 업 상태와 스핀 다운 상태의 중첩 상태입니다. 두 큐비트의 최대 얽힘 양자 상태를 벨 상태라고 합니다. 큐비트는 양자 역학 없이는 설명할 수 없는 완벽한 상관 관계를 보입니다.
최근 수십 년 동안 과학자와 엔지니어는 얽힘을 고전적 시스템에서는 불가능한 양자 기술에서 작업을 가능하게 하는 리소스로 보기 시작했습니다. 양자 얽힘을 사용할 때 연구자들은 입자, 빛 또는 분자가 현실 세계에서 서로 최대로 얽힌 연결을 갖는 최대 얽힘 상태를 달성하고자 합니다. 입자는 고전적 세계에서는 불가능한 방식으로 상관 관계가 있으며 얽힌 시스템의 모든 가능한 측정을 수행할 수 있습니다.
이는 가장 유용한 형태의 얽힘을 제공하고 응용 분야에서 황금 표준이 될 것입니다. 열 변동, 기계적 진동, 전원 공급 장치의 전압 변동 등과 같은 얽힌 상태의 어떠한 방해도 없는 상황에서는 양자 정보 이론가들은 측정에 독립적인 최대 얽힌 상태가 존재한다는 것을 알고 있습니다. 하지만 현실 세계는 피할 수 없는 소음이 모든 곳, 얽힌 상태를 포함하여 문을 두드리고 있습니다.
최대로 얽힌 상태가 여전히 존재할 수 있을까요? 실제로 이 문제는 비엔나의 양자 광학 및 양자 정보 연구소에서 발행한 열린 양자 문제 목록 에서 5위에 올랐습니다 . 이제 Universidad Carlos III de Madrid의 Julio I. de Vicente가 이 질문에 부정적으로 답했습니다. 즉, 노이즈가 존재한다면 시스템의 모든 유형의 얽힘을 동시에 극대화하는 것은 불가능합니다. 그의 연구는 Physical Review Letters 에 게재되었습니다 .
"준비할 수 있는 최상의 상태는 우리가 가장 작은 형태의 노이즈에서도 이상화된 시나리오에서 벗어나자마자 얽힘 양화자를 선택하는 데 달려 있습니다." de Vicente가 Phys.org에 말했습니다. "따라서 노이즈가 있는 체제에서는 최대 얽힘에 대한 보편적인 개념이 없으며, 준비할 수 있는 최상의 상태는 작업에 따라 달라집니다." "얽힘 양화사"는 얽힘의 정도에 숫자를 할당합니다. 이 맥락에서 "작업"은 얽힌 상태가 활용되는 목적입니다.
Vicente의 결과는 고정된 스펙트럼을 가진 노이즈가 많은 최대 얽힘 상태에만 적용된다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 두 양자 상태는 동일한 양의 기본 노이즈가 있는 경우 동일한 스펙트럼을 갖습니다. de Vicente의 결과는 두 양자 상태 사이에서 스펙트럼을 변경할 수 있는 경우(즉, 노이즈를 늘리거나 줄이는 경우)에는 적용되지 않습니다. 중요한 얽힘 양화자 중 하나는 얽힘 엔트로피입니다. 열역학에서와 같이, 그것은 시스템의 무질서의 양을 측정하는 것입니다. 벨 상태는 많은 양의 엔트로피를 가지고 있으며, 2큐비트 노이즈 상태는 얽힘 의 다른 양화자를 최대화하는 것으로 알려져 있습니다 .
그들은 모든 가능한 양화자를 최대화해야 한다고 강력히 믿었지만, 지금은 그것이 틀렸다는 것이 밝혀졌습니다. KBR과 NASA Ames' Quantum AI Lab(QuAIL)의 직원 과학자인 나밋 아난드는 "벨 상태의 일반화와 유사한 것으로 보이는 노이즈가 있는 2큐비트 상태의 클래스가 존재한다는 것이 알려져 있었기 때문에 이는 놀라운 일입니다."라고 말했습니다. 하지만 드 비센테의 증명은 무엇보다도 노이즈가 있는 상황에서 벨 상태와 동등한 것은 존재하지 않는다는 것을 의미합니다.
"이것은 우리에게 이야기가 보이는 것만큼 단순하지 않다는 것을 상기시켜줍니다." 아난드가 말했다. "그리고 아마도 기초 연구 에서 자주 일어나는 것처럼 , 미해결 문제가 해결되면 답보다 더 많은 질문이 남게 됩니다." 저자는 귀중한 통찰력과 도움을 준 나밋 아난드에게 감사를 표합니다.
추가 정보: Julio I. de Vicente, 고정 스펙트럼에 대한 최대 얽힌 혼합 상태는 항상 존재하지 않음, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.050202 . arXiv 에서 : arxiv.org/abs/2402.05673 저널 정보: Physical Review Letters , arXiv
https://phys.org/news/2024-08-maximally-entangled-quantum-state-spectrum.html
소스1.
고정된 스펙트럼을 갖는 최대 얽힘 양자 상태는 노이즈가 있는 상황에서는 존재하지 않는다고 수학자들은 주장한다.
양자 얽힘 이라는 개념은 닐스 보어와 알베르트 아인슈타인 간의 토론에서 시작되었다. 아인슈타인은 이 개념을 좋아하지 않았고 조롱조로 "원거리에서의 섬뜩한 작용"이라고 불렀다. 양자 물리학자들은 수십 년 동안 이 개념에 대해 고민했고, 벨 부등식 이라는 기본 원리로 정제되어 고전적 영역과 양자적 영역을 구분했다.
얽힘은 시스템 내의 객체가 무엇이든 서로 독립적으로 설명될 수 없을 때 발생한다. 그들은 과학자들이 설명하지 못했던 방식으로 어떻게든 연결되어 있다. 오히려 이해할 수 없다. 고전적 존재인 우리에게는 너무나 비직관적으로 보이기 때문이다. 고전적 사고를 하는 것이지 양자적 사고를 하는 것은 아니다.
양자 과학자들은 얽힘 현상을 이용하여 양자 컴퓨터, 양자 암호화, 양자 센서, 양자 순간이동과 같은 기술을 구축하고 개선하고 있으며, 더욱 발전하고자 합니다.
메모 2408221402
나의 msbase.qpeoms 이론에서의 얽힘의 개념은 susqer.smolas와 rivery.vixer의 사각형 zz'.bar.mover에서 설명한다. 만약에 zz'가 아닌 다각형의 대각선이 늘어난다면 그 얽힘의 정의역은 n(zz')비얽힘의 경우수를 포함할 것이다.
고정된 스펙트럼을 갖는 다각형 모드의 최대 얽힘 대각선 정의역() 양자 상태는 노이즈가 있는 상황에서는 존재하지 않는다고 수학자들은 주장한다. 일리가 있다. 얽힘이 완벽한 경우는 사각형 모드의 susqer.rivery이다.
하지만 얽힘은 다각형 모드에서도 존재하기에 비얽힘의 경우수는 혼재한다. 그것은 노이즈 때문은 아닐 수 있다. 2개 이상의 qms.qvixer.susqer.rivery에서 비약적 상호관계가 이뤄질 것으로 추론된다. 허허.
Example 1.
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
Note 24
08221402
The concept of entanglement in my msbase.qpeoms theory is explained in the square zz'.bar.mover of susqer.smolas and rivery.vixer. If the diagonal of a polygon other than zz' is elongated, the domain of its entanglement will include n(zz') cases of non-entanglement.
Mathematicians claim that the maximum entanglement diagonal domain () of a polygonal mode with a fixed spectrum does not exist in the presence of noise. It makes sense. The case of perfect entanglement is susqer.rivery of the square mode.
However, since entanglement exists in the polygonal mode as well, the cases of non-entanglement are mixed. It may not be due to noise. It is inferred that a leap correlation will occur in two or more qms.qvixer.susqer.rivery. Hehe.
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