Rubika kubs joprojām ir viena no populārākajām mīklām pasaulē, un, šķiet, Kolorado Bouldera Universitātes fiziķu centieni piešķir tam jaunu dimensiju.
Atsaucoties uz zinātniekiem, viņi ir izveidojuši kvantu versiju populārajai mīklai, aizvietojot klasiskos kvadrātiņus ar kvantu daļiņām. Ja klasiskajā Rubika kubā ir aptuveni 43 kvintiljonu iespējamās variācijas mīklas atrisināšanai, tad kvantu Rubika kubs piedāvā neierobežotu variantu kopumu. Tas tiek panākts, jo atsevišķas kvantu daļiņas var atrasties superpozīcijas stāvoklī, kur tās vienlaicīgi kustas un nekustas.
«Ar superpozīcijām unikālo atļauto mīklas stāvokļu skaits ir bezgalīgs, atšķirībā no parastajām rotaļlietu veikalos nopērkamām permutācijas mīklām,» saka izstrādātāji.
Savu ideju izstrādātāji pārbaudīja kubā, kas sastāv no kuboīda, kurš ir tikai divas šķautnes augsts un plats, un tikai viena virzienā dziļš. Mīklas atrisināšana prasa divu zaļu flīžu novietošanu virs divām zilām. Visi viena krāsu daļiņas neatšķiras viena no otras, bet dažādu krāsu daļiņas var atšķirt. Klasiskā mīkla dod 6 variācijas horizontālo un vertikālo permutāciju veikšanai. Kvantu Rubika kubā variāciju skaits tika samazināts līdz divām.
Zinātnieki izmantoja trīs dažādus virtuālo spēlētāju tipus, lai risinātu mīklu no 2000 fragmentiem. Klasiskais spēlētājs varēja tikai mainīt vietām divus blakus esošus fragmentus. Kvantu spēlētājs varēja iesaistīt savijušos fragmentu pārus tikai superpozīcijas stāvoklī. Tomēr klasiskā spēlētāja un kvantu kombinācija ļāva viņam katru reizi veikt jebkuru darbību.
Tādējādi kombinētais spēlētājs atrisināja mīklu vidēji 4,77 gājienos. Kvantu spēlētājam tas prasīja 5,32 gājienus, bet klasiskajam – 5,88. Šīs mīklas risināšanai ir divi veidi. Pirmais paredz daļiņu stāvokļa mērīšanu un pārbaudi, vai tā kustējās vai nē. Tas sagrauj superpozīcijas stāvokli un pārvērš daļiņu par parastā Rubika kuba šķautni.
Vienlaikus kvantu Rubika kubs var tikt izveidots no identiskām daļiņām, piemēram, fermioniem. Tas nozīmē, ka jebkurš solis saglabās mīklu zemākajā enerģijas stāvoklī. Stāvokļu telpa pārstāv visu iespējamo sistēmas konfigurāciju kopu. Tā kā stāvokļu telpa un darbību kopums ir galīgs, šo versiju var salīdzināt ar klasiskajām permutācijas mīklām, lai gan ar ļoti dīvainu ģeometriju.
Pētījuma rezultāti tika publicēti žurnālā Physical Review A
Avots: ScienceAlert
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra