[ad_1]
Teoretyczne zrozumienie praw skalowania entropii i wzajemnej informacji doprowadziło do znacznych postępów w badaniach skorelowanych stanów materii, kwantowej teorii pola i grawitacji. Eksperymentalny pomiar entropii von Neumanna w kwantowych układach wielocielesnych jest trudny, ponieważ wymaga pełnej znajomości macierzy gęstości, co zwykle wymaga wdrożenia technik rekonstrukcji pełnego stanu.
Grupa fizyków rzuciła światło na niektóre aspekty systemów kwantowych, śledząc postęp ich fluktuacji w czasie. Badanie zapewnia szczegółowe zrozumienie złożonego zjawiska, które stanowi podstawę obliczeń kwantowych. Technika ta może wykonywać niektóre obliczenia znacznie szybciej niż tradycyjne obliczenia.
Dries Sels, adiunkt na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Nowojorskiego i autor artykułu, powiedział, „W erze obliczeń kwantowych niezwykle ważne jest wygenerowanie precyzyjnej charakterystyki systemów, które budujemy. Ta praca rekonstruuje pełny stan cieczy kwantowej, zgodny z przewidywaniami kwantowej teorii pola – podobnej do tych, które opisują podstawowe cząstki w naszym wszechświecie”.
„Przełom stanowi obietnicę postępu technologicznego”.
Naukowcy z TU Wien (Wiedeń), ETH Zurich, Wolnego Uniwersytetu w Berlinie i Instytutu Optyki Kwantowej Maxa Plancka byli częścią zespołu badawczego, który obliczył miary informacji kwantowej systemu kwantowego za pomocą procedury tomografii – rekonstrukcji określonego stanu kwantowego w celu zlokalizowania eksperymentalnego wsparcia dla teorii.
Atomy, które tworzyły badany układ kwantowy, były zamknięte na chipie atomowym i były niezwykle zimnymi, wolno poruszającymi się atomami, które ujawniają kwantowe właściwości materii.
W swoich badaniach naukowcy stworzyli dwie „kopie” tego systemu kwantowego: chmury atomów w kształcie cygar, które rozwijają się w czasie niezależnie od siebie. Naukowcy przeprowadzili kilka eksperymentów na różnych etapach tego procesu, które wykazały korelacje między dwiema kopiami.
Sels powiedział, „Konstruując całą historię tych korelacji, możemy wywnioskować, jaki jest początkowy stan kwantowy systemu i wyodrębnić jego właściwości. Początkowo mamy bardzo silnie sprzężoną ciecz kwantową, którą dzielimy na dwie części, tak aby ewoluowała jako dwie niezależne ciecze, a następnie łączymy ją ponownie, aby ujawnić zmarszczki, które znajdują się w cieczy”.
„To jak obserwowanie fal w stawie po wrzuceniu do niego kamienia i wnioskowanie o właściwościach kamienia, takich jak jego rozmiar, kształt i waga”.
Odniesienie do czasopisma:
- Tajik, M., Kukuljan, I., Sotiriadis, S. et al. Verification of the area law of mutual information in a quantum field simulator. Nat. Phys. (2023). DOI: 10.1038/s41567-023-02027-1
[ad_2]