จำนวนเชิงซ้อนมีความสำคัญต่อการบรรลุคำอธิบายเชิงกลเชิงควอนตัมของธรรมชาติที่แม่นยำที่สุด จากการทดลองของนักฟิสิกส์อิสระสองทีม การศึกษาทั้งสองได้รับแรงบันดาลใจจากการทดสอบความไม่เท่าเทียมกันของทฤษฎีควอนตัมของ Bell และแนะนำว่าจำนวนเชิงซ้อนเป็นมากกว่าความสะดวกทางคณิตศาสตร์เมื่อพูดถึงการกำหนดกลศาสตร์ควอนตัม จำนวนเชิงซ้อนประกอบด้วยจำนวนจริง
บวกจำนวน
จินตภาพซึ่งเป็นผลคูณของรากที่สองของ -1 แม้ว่าคณิตศาสตร์ของจำนวนเชิงซ้อนจะอยู่ภายใต้ทฤษฎีควอนตัมสมัยใหม่ แต่ก็เป็นไปได้ที่จะอธิบายโลกควอนตัมในแง่ของจำนวนจริงเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ จึงไม่ชัดเจนว่าจำนวนเชิงซ้อนมีบทบาทสำคัญในทฤษฎีควอนตัม หรือเป็นเพียงเครื่องมือที่มีประโยชน์
จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เรื่องนี้เคยเป็นข้อถกเถียงทางปรัชญา แต่ตอนนี้ทีมนักฟิสิกส์อิสระ 2 ทีมได้คิดค้นการทดลอง 2 ครั้งแยกกันเพื่อทดสอบความสำคัญของจำนวนเชิงซ้อนสำหรับทฤษฎีควอนตัม ทีมหนึ่งนำโดยนักวิจัย ในกรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย และมหาวิทยาลัย ในประเทศจีน;
และอีกทีมโดยนักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติการควอนตัมการทดลองแต่ละครั้งใช้ชุดปฏิบัติการข้อมูลควอนตัม โดยควบคุมแสงหรือควอนตัมบิตตัวนำยิ่งยวด (คิวบิต) ในทั้งสองกรณี ผลลัพธ์ของการดำเนินการเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายได้อย่างแม่นยำด้วยทฤษฎีควอนตัมจำนวนจริง
และผู้ร่วมเขียนบทความที่อธิบายถึงการทดลองและงานเชิงทฤษฎีที่เป็นแรงบันดาลใจ ดึงความคล้ายคลึงกันระหว่างความพยายามของทีมกับวิธีที่ความไม่เท่าเทียมกันของ Bell ซึ่งนำเสนอในปี 1964 ถูกนำมาใช้เพื่อสร้าง ความจำเป็นของควอนตัมฟิสิกส์นั่นเอง ในการทดสอบ Bell นักวิทยาศาสตร์
สามารถทำการทดลอง คำนวณตัวเลขตามผลลัพธ์และใช้ความไม่เท่าเทียมกันของ Bell เพื่อตัดสินว่าทฤษฎีคลาสสิกหรือทฤษฎีควอนตัมเป็นแบบจำลองที่ดีที่สุดของการทดลอง ทฤษฎีควอนตัมชนะเสมอ และงานของเบลล์ก็มีอิทธิพลอย่างลึกซึ้งต่อข้อมูลควอนตัมที่กำลังขยายตัว
“ไม่ว่าคุณ
จะฉลาดแค่ไหนหรือสร้างโมเดลคลาสสิกที่ซับซ้อนขนาดไหน พวกมันก็ไม่สามารถรองรับผลลัพธ์ของการทดลองเหล่านี้ได้” Navascués อธิบาย เขาและผู้ทำงานร่วมกันตั้งใจที่จะทำแบบเดียวกันกับทฤษฎีควอนตัมจำนวนจริง “ถ้าคุณทำการทดลองนี้ได้ คุณก็จะหักล้างฟิสิกส์ควอนตัมจำนวนจริงได้” เขาเน้นย้ำ
คำอธิบายที่ถูกต้องยิ่งขึ้นซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมของบทความที่อธิบายการทดลองอื่นๆ กล่าวเสริมว่า “[งานของเรา] ใช้ความไม่เท่าเทียมกันในการแยกแยะทฤษฎีทางเลือกสองทฤษฎีในเชิงปริมาณ” เช่นเดียวกับการทดลองความไม่เท่าเทียมของ Bell เขากล่าวเสริมว่า การศึกษาของพวกเขาชี้ให้เห็นถึงทฤษฎี
ที่เป็นคำอธิบายที่ถูกต้องกว่าของธรรมชาติอย่างชัดเจนผู้ซึ่งไม่ได้เป็นสมาชิกของทั้งสองทีมกล่าวว่า “ฉันชอบที่การทดลองเหล่านี้ช่วยชี้แจงว่าทฤษฎีควอนตัม [ซับซ้อน] มีความจำเป็นมากแค่ไหน” เขากล่าวเสริมว่า “มันน่าสนใจที่จะลองถามเมื่อเราต้องการจำนวนเชิงซ้อน เพราะจำนวนเชิงซ้อนนั้น
ค่อนข้างแปลก”การทดลองทั้งสองเริ่มต้นด้วยสิ่งที่เรียกว่า “เกมระฆัง” ประกอบด้วย “ผู้เล่น” สองคนและ “ผู้ตัดสิน” ทั้งสามคนไม่ใช่บุคคลจริง แต่เป็นส่วนหนึ่งของโปรโตคอลการวัดที่ซับซ้อน ลูอธิบายว่าผู้เล่นคนหนึ่งอยู่ใน “ทีมฟิสิกส์ควอนตัมที่ซับซ้อน” ในขณะที่อีกคนเล่น “ทฤษฎีควอนตัมมูลค่าจริงของทีม”
ผู้เล่น “กล่องดำ”ทฤษฎีที่พวกเขาเล่นเพื่อกำหนดการวัดที่พวกเขาทำใน qubits “ผู้เล่นเหมือนอยู่ใน ‘กล่องดำ’ และทำการวัดตาม qubits ที่ส่งมาให้เท่านั้น” Lu กล่าว ผู้ตัดสินจะคำนวณคะแนนของผู้เล่นแต่ละคนตามผลการวัดของพวกเขา ตามกฎทางคณิตศาสตร์เฉพาะที่เสนอ และเพื่อนร่วมงาน
“กฎการให้คะแนนเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อเปิดเผยความแตกต่างระหว่างผู้เล่นสองคน” ลูเน้นย้ำในการทดลองของ USTC เกม Bell เกิดขึ้นในคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวด มันถูกเล่นกับ qubits ที่ทำจากสถานะควอนตัมที่กำหนดโดยการมีหรือไม่มีประจุไฟฟ้า และ qubits ถูกควบคุมโดยพัลส์ไมโครเวฟ
การทดลอง
ที่ทำโดยนาวาสคูเอส์และเพื่อนร่วมงานใช้ระบบโฟโตนิกที่ล้ำสมัยแทน ที่นี่ ผู้เล่นถูกเข้ารหัสเป็นชุดของตัวแยกลำแสงและแผ่นคลื่นที่เปลี่ยนแปลงข้อมูลควอนตัมที่บรรทุกโดยโฟตอน ซึ่งเป็นแสงเชิงปริมาณ คะแนนของทั้งโทนิคและเบลล์เกมตัวนำยิ่งยวดแสดงให้เห็นว่าผู้เล่นควอนตัมที่ซับซ้อน
“ชนะ” อย่างมาก แท้จริงแล้ว ความแตกต่างระหว่างประสิทธิภาพของผู้เล่นจริงและผู้เล่นที่ซับซ้อนอาจสูงถึง 43 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานนอกเหนือจากการแยกเส้นผมทางคณิตศาสตร์นัยยะของการทดลองเกม Bell เหล่านี้อาจนอกเหนือไปจากคำถามเชิงปรัชญาที่ชวนปวดหัวเกี่ยวกับความเป็นจริง
ทางกายภาพ ของสหราชอาณาจักรซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาทั้งสองอธิบายว่าการแยกแยะทฤษฎีควอนตัมที่แท้จริงและซับซ้อนเข้าด้วยกันนั้นนอกเหนือไปจากการแบ่งผมทางคณิตศาสตร์ แท้จริงแล้ว อาจมีผลกระทบอย่างเป็นรูปธรรมในด้านข้อมูลควอนตัม เช่น ในการกระจายคีย์ควอนตัม
ซึ่งเป็นเทคนิคการเข้ารหัส “มันน่าประหลาดใจมากที่สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัมจากมุมมองของข้อมูลควอนตัมสามารถทำซ้ำได้ด้วยจำนวนจริง” เขากล่าวเสริมเน้นย้ำเพิ่มเติมว่างานใหม่นี้ชี้ให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่แท้จริงในการพัฒนาโปรโตคอลสำหรับเครือข่ายควอนตัมโดยอิงตามทฤษฎีควอนตัม
ที่มีมูลค่าซับซ้อน แทนที่จะเป็นทฤษฎีควอนตัมที่มีมูลค่าจริงหลังจากแสดงให้เห็นว่าฟิสิกส์ควอนตัมที่ซับซ้อนและเป็นจริงสามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนในการตั้งค่าที่ใช้แสงและตัวนำยิ่งยวด นักวิจัยกำลังสำรวจการทดลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นในทั้งสองระบบ ตัวอย่างเช่น Lu และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังดำเนินการทดสอบฟิสิกส์ควอนตัมที่มีมูลค่าจริงอย่างเข้มงวดมากขึ้น
credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com
