物理学家发现“量子盗用”可以提供无限纠缠源

B站影视 2024-12-31 11:33 3

摘要:本世纪早些时候,量子计算研究员维姆·范·达姆和物理学家帕特里克·海登描述了一个他们称之为“盗用纠缠”的过程,这个过程得名于一些系统可能采用的“light-fingered”方法,可以在不留下痕迹的情况下组合它们的数字。

从公司的银行账户里偷钱会让你蹲大牢。但是,盗用量子账本可能并不违法。

事实上,一项新的研究发现,这可能是一种简便的方法,可以在不扰乱粒子数学的情况下纠缠它们。

本世纪早些时候,量子计算研究员维姆·范·达姆和物理学家帕特里克·海登描述了一个他们称之为“盗用纠缠”的过程,这个过程得名于一些系统可能采用的“light-fingered”方法,可以在不留下痕迹的情况下组合它们的数字。

德国汉诺威莱布尼茨大学的理论物理学家Lauritz van Luijk、Alexander Stottmeister、Reinhard F. Werner和Henrik Wilming现在已经确定了可能是这场不寻常的量子抢劫的关键领域。

我们的物理宇宙 —— 其中的物体具有非常明确的属性,如位置、动量和能量 —— 是从一个由可能和可能性组成的未解决的现实版本中出现的。

尽管这种存在在被测量锁定之前是不确定的,但管理其运作的法律与任何赌场的法律一样严格。与额外粒子的相互作用可以轻易地改变概率,就像一副额外的纸牌可以改变扑克游戏的玩法一样。

纠缠既是一个方便的工具,也是任何物理卡计数器的陪衬。

如果做得好,纠缠可以作为强大算法的基础,结合数百甚至数千种量子纸牌游戏的概率。以随机入侵的形式,它们可以把一个有用的量子态变成无意义的混沌。

从数学上讲,有可能证明一些量子变换比其他的更微妙。例如,一种类型的更改返回到似乎没有受到干扰的状态。这种逆转被描述为一种催化剂,它允许在终端状态改变的情况下不可能进行的计算操作。

范·达姆和海登证明了催化剂可以随心所欲地普遍翻转任何纠缠态,莱布尼茨大学的研究人员现在用代数方法证明了广义相对论和量子场论的结合可以导致催化剂的无底洞。

从理论上讲,相对论量子场可以作为一种无限的盗用资源,以一种不会改变粒子微妙状态的方式纠缠在一起。

van Luijk解释说:“由于银行在贪污前后处于相同的状态,这意味着没有人能发现它。”“这是完美的犯罪。”

要成为一个实用的系统,需要确定一个合适的场的物理等效物。现在,盗用纠缠更像是一种数学抽象,而不是“如何”悄悄地从宇宙中窃取的指南。

然而,知道无限层次的纠缠可以自然地在绝对虚无中发生,这可能会为我们指向一个完整的物理犯罪地下世界,在那里,不同类别的盗窃就在我们的眼皮底下发生。

这项研究已被《物理评论快报》接受发表。

来源:科学巅峰汇

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