Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.08.2021
Сколтех
4 656

Математический «полигон» поможет физикам исследовать квантовую информацию

4.5

Ученые Сколтеха и Университета Кентукки провели исследование, в котором установили новую связь между квантовой информацией и квантовой теорией поля. Эта работа – очередное подтверждение растущей роли квантовой информации в различных областях физики.

Математический «полигон» поможет физикам исследовать квантовую информацию / ©Getty images

Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Квантовая информация играет все более важную роль в качестве организующего принципа, объединяющего различные области физики. Так, одна из составляющих сегодняшнего представления о квантовой гравитации — теория квантовой коррекции ошибок, описывающая способы защиты и восстановления информации в квантовых компьютерах и других сложных взаимодействующих системах.

«Обычно информация, хранящаяся в физических системах, локализована. Например, компьютерный файл занимает определенную небольшую область жесткого диска. Любое непредвиденное или нежелательное взаимодействие, в результате которого информация записывается на более обширной области диска, мы называем “ошибкой”. В нашем это будет фрагменты компьютерного файла, которые будут разбросаны по разным частям жесткого диска.

Для того чтобы собрать эти фрагменты воедино и восстановить исходную информацию, используются специальные математические протоколы − так называемые коды исправления ошибок, которые широко используются в системах хранения и передачи данных. В тех случаях, когда важна квантовая природа физической системы, аналогичную функцию восстановления информации выполняют квантовые коды исправления ошибок», − рассказывает доцент Сколковского Института Науки и Технологий Анатолий Дымарский.

Ученые недавно установили, что в квантовой гравитации, описывающей динамику квантового пространства и времени, для обмена информацией между различными частями пространства используются аналогичные математические протоколы. «Локальность информации в квантовой гравитации до сих пор остается одной из немногих нерешенных фундаментальных проблем теоретической физики.

Именно поэтому большой интерес вызывает факт появления хорошо изученных математических структур, таких как квантовые коды исправления ошибок», − отмечает Анатолий Дымарский. Пока ученые смогли лишь получить схематическое представление о роли кодов, но детально разобраться в том, какой механизм лежит в основе локальности информации, пока не удалось.

В своей новой статье Анатолий Дымарский и его коллега, сотрудник факультета физики и астрономии Университета Кентукки Альфред Шапир, впервые установили наличие связи между квантовыми кодами исправления ошибок и двумерными конформными теориями поля.

Последние описывают взаимодействия между квантовыми частицами и уже используются в качестве общепринятого средства для теоретического описания целого ряда явлений − от фундаментальных элементарных частиц до квазичастиц, присутствующих в таких материалах, как графен. Некоторые из таких конформных теорий поля также описывают квантовую гравитацию в рамках голографического соответствия.

«Теперь у нас появилась новый “полигон”, новое поле для исследования роли квантовых кодов исправления ошибок в рамках квантовой теории поля и соответственно квантовой гравитации. Мы надеемся, что это первый шаг на пути к пониманию того, какой механизм лежит в основе локальности информации и что скрывается за всей этой красивой математикой», − отмечает в заключение Дымарский.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Позавчера, 17:33
Денис Тулинов

Технологии искусственного интеллекта проникают во все сферы жизни. Наука не исключение — ученые начинают использовать машинное обучение все активнее, и за ним уже есть реальные научные достижения. Но это лишь прелюдия: ИИ явился не просто помочь с расчетами, его роль в будущем масштабнее — он усилит наше мышление, указывая на взаимосвязи, которые человеческому уму не видны. Наука изменится. Naked Science полагает, что у нее появился новый способ изучать мир.

Вчера, 14:24
Василий Парфенов

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

Позавчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Позавчера, 18:10
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: