Математический «полигон» поможет физикам исследовать квантовую информацию
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно