量子物理意外的扭曲可以解释物质/反物质不平衡

时间：2022-01-16 18:52:09 来源：

Qubits缺乏对称性无法解决量子计算中的错误，但可能会解释物质/反物质不平衡。

Kibble-Zurek理论的意外扭曲提供了一种解决了解决有关问题/反物质不对称和同位素分离的两个着名物理问题的新方法。

一支Quantum理论家团队寻求治愈Quantum退火电脑的基本问题 - 它们必须以相对较慢的步伐运行来运行正确 - 发现一些有趣的东西。虽然探测量子退火者在运营速度比所需速度快，但是该团队意外地发现了一种新的效果，可能考虑到宇宙中物质和反物质的不平衡分布和分离同位素的新方法。

“虽然我们的发现没有治愈退火时间限制，但它带来了一类新的物理问题，现在可以用Quantum退火者研究，而无需他们太慢，”Los Alamos国家实验室理论物理学家尼古拉伊辛尼说。Sinitsyn是本文于2021年2月19日发表的文件，在物理审查信中，与洛杉矶洛杉矶的合色纸箱箱，也是韦恩州立大学的Vladimir Chernyak。

值得注意的是，在未来可能会解决至少两个着名的科学问题的暗示。第一个是宇宙中的物质与反物质之间的表观不对称性。

“我们认为，对近期对跨越阶段过渡的超容易夸张的Qualirum退火的微小修改是足以证明我们的效果，”Sinitsyn说。

寻求治疗Quantum退火计算机时限制的新论文，而是开辟了一类新的物理问题，现在可以用Quantum Ennevers研究，而无需它们太慢。

物质和反物质都是由宇宙诞生中产生的能量激励产生的。如何与反物质交互之间的对称性被打破但非常弱。与宇宙学规模的反物质相比，这仍然没有完全清楚这种微妙差异可能导致大量观察到的物质统治。

新发现的效果证明这种不对称性是物理上可能的。当大量子系统通过相位过渡时，即量子状态的重新排列非常急剧。在这种情况下，强烈但对称的相互作用致大致互相补偿。然后微妙，挥之不去的差异可以起到决定性的作用。

使量子退却者足够减慢

Quantum退火计算机通过将变量与量子状态或Qubits关联来解决复杂的优化问题。与古典计算机的二进制位不同，它只能处于0或1的状态或值，Qubits可以是在uTalum叠加之间的值。这就是所有量子电脑都能得出他们令人敬畏的地方，如果仍然很大程度上是未分发的，权力。

在量子退火计算机中，通过施加强外部磁场，最初以简单的最低能量状态制备Qubits。然后将该字段缓慢关闭，而Qubits之间的交互缓慢接通。

“理想情况下，Annealer足够慢地运行最小的错误，而是由于移植，一个人必须更快地运行退款器，”闫说明。当退火仪以更快的速度运行时，该团队研究了新兴效果，这将它们限制在一起有限操作时间。）

“根据量子力学的绝热定理，如果所有变化都非常缓慢，所谓的绝热慢，那么额度必须始终保持最低能量状态，”Sinitsyn说。“因此，当我们最终测量它们时，我们发现所需的0s和1s的配置，最小化感兴趣的功能，这是不可能使用现代古典计算机。”

蹒跚的人蹒跚

然而，目前可用的量子退火者与迄今为止的所有量子计算机一样，他们的Qubits与周围环境的相互作用蹒跚，导致破坏。这些交互将Qubits的纯量子行为限制为大约一百万分钟。在该时间帧中，计算必须快速非抗拒和不必要的能量激励改变量子状态，引入不可避免的计算错误。

由Wojciech Zurek共同开发的Kibble-Zurek理论预测，当QUBITS遇到相变时，即最急剧重新排列它们的集体量子状态的最急剧重新排列。

对于本文，该团队研究了一个已知的可溶性模型，其中相同的Qubits仅与链条沿着链条相互作用;该模型分析验证了Kibble-Zurek理论。在理论主义者的追求中，在量子退火计算机中固化有限的操作时间，它们通过假设Qubits可以分为两组，而是通过每个组内具有相同的交互但是来自不同组的Qubits略有不同的相互作用的复杂性。

在这种混合物中，他们发现了一种不寻常的效果：在通过相位过渡过程中，一组仍然产生大量的能量激发，但另一组仍然在能量最小，好像系统根本没有经历相位过渡一样。

“我们使用的模型是高度对称的，以便是可解决的，我们发现了一种扩展模型的方法，打破这种对称性并仍然解决它，”Sinitsyn解释说。“然后，我们发现Kibble-Zurek理论幸存下来，但争吵的扭曲 - 一半没有消散能量并表现得很好。”换句话说，他们保持了他们的基地。“

遗憾的是，Qubits的其他一半确实产生了许多计算误差 - 因此，到目前为止，通过量子退火计算机中的相位过渡的通道没有固化。