欧拉的243岁的'不可能的'拼图获得量子解决方案

2022-01-11 13:12:08

1779年,瑞士数学家Leonhard欧莱尔提出了一个有名的谜题:六个军队中的六个军团有六名不同等级的官员。 36名人员可以安排在6×6平方中,以便没有行或列重复等级或团?

类似的拼图百年超过2000年的人。世界各地的文化已经制作了“魔方方块”,数字沿着每行和列的相同总和,以及“拉丁方块”填充有每个行和列一次的符号。这些方块已被用于艺术和城市规划,只是为了娱乐。一个受欢迎的拉丁广场 - 数独 - 有缺少符号的分量表。 Euler的36名官员难题询问了“正交拉丁广场”,其中两组属性,例如秩和团,同时满足拉丁广场的规则。

“我认为他们的论文很漂亮,”因斯布鲁克大学的量子物理学家Gemma de Las Cuevas说,这是没有参与这项工作的量子物理学家。 “那里有很多量子魔法。而且不仅如此,你可以在整个纸上感受到他们对这个问题的热爱。“

在量子力学中,诸如电子的物体可以处于多个可能状态的“叠加”:这里和例如,或者在上下磁导向。 (量子物体保持在该吊灯,直到它们测量,在其上稳定在一个状态下。)量子拉丁方块的条目也是量子状态,可以在量子叠加中。在数学上,量子状态由矢量表示,该向量具有长度和方向,如箭头。叠加是通过组合多个向量形成的箭头。类似于要求沿着拉丁平方的每一行和列的符号不重复的要求,沿着量子拉丁方形的每行或列的量子状态必须对应于彼此垂直的向量。

这些进展领先于波兰的杰伊奥利昂大学的博士后研究员,他的同事们在欧拉·欧拉的旧谜题上举行了36名军官。如果,他们想知道,欧拉的军官是量子吗?

批判性地,撰写这些官员的量子状态具有特殊的关系,称为纠缠,这涉及不同实体之间的相关性。例如,如果红王纠缠在一起,那么,即使国王和女王既是多个团的叠加,也要观察到国王是红色告诉你女王是橙色的。这是因为纠缠的特殊性,每条线路的人员都可以垂直。

欧拉在某种意义上被证明是错误的 - 虽然他在18世纪他无法了解大规模官员的可能性。

据Coauthor Suhail表示,他们的解决方案的一个令人惊讶的特点,而钦奈的印度理工学院Madras的物理学家,官员排名仅与邻近的行列(国王与女王,带有主教,骑士的骑士)和棋子邻近团的团。另一个惊喜是Quantum Latin Square的条目中出现的系数。这些系数是告诉您,基本上,在叠加中提供不同术语的重量的数量是数字。好奇地,算法降落的系数的比率为φ,或1.618 ......,着名的金色比例。

然而,新的研究证明,如果您有一组四个纠缠骰子,而不是硬币,这些可以最大限度地纠缠在一起。六面骰子的布置相当于6×6量子拉丁平方。由于黄金比例在解决方案中的存在,研究人员称之为“金色艾美”。

研究人员以前从经典的纠错码开始并找到类似的量子版本而设计了其他AME。但新发现的金色ame是不同的,没有经典加密模拟。 Burchardt怀疑它可能是一类新的量子误差校正代码中的第一个。如果Golden Ame仍然是独特的,那么它可能同样有趣。

编者注:本文的作者与物理审查信件的编辑有关,其中Quantum Latin Squares纸张已提交出版。这两者尚未讨论论文。