Ana Sayfa Kuantum Bilişim Kuantum Mekaniğinin Sanal Sayılara İhtiyacı Var mı? 

Kuantum Mekaniğinin Sanal Sayılara İhtiyacı Var mı? 

945
127

Sayısal olarak -1’in karekökü herhangi bir fiziksel niceliğe karşılık gelmez, ancak bu onun fizik biliminde yeri olmadığı anlamına gelmez. Örneğin, bir üsse kompleks bir sayı koymak, üsselin davranışını hızlı büyüme veya bozulma olmadan sabit sinüsoidal salınımlara değiştirir. Burada kastedilen üssel bir fonksiyon hızlıca artar ya da azalırken i konduğunda sabit salınımlı sinsoid bir fonksiyona dönüşmesi. hızlıca artan ya da azalan üssel bir fonksiyonu, sabit sinüsoidal salınımlara dönüştürür. Örnek olarak, bu sayının 62. sayfasındaki Iñigo Liberal ve Nader Engheta’nın çalışmasına bakabilirsiniz)

Elektromanyetizma ve fiziğin diğer birçok alanında, sanal sayılar yalnızca matematiksel bir kolaylıktır. İlgili tüm fenomenler hala reel sayılardan başka bir şey kullanılmadan tanımlanabilir, kuantum mekaniği hariç. Gözlenebilir nicelikler ve olasılıklar reel sayılarla ifade edilir, ancak kuantum durumları ve bunları gösteren denklemler sanal sayılar içerir ve bunları ortadan kaldırmanın basit bir yolu yoktur. Ama bunlar sadece teorik aktarımın bir eseri mi, yoksa gerçekten orada olmaları mı gerekiyor?

Viyana’daki Kuantum Optik ve Kuantum Enformasyon Enstitüsü’nden Miguel Navascués ve meslektaşları, yeni teorik çalışmalarında bu soruya biraz ışık tuttular. Kuantum teorisinin matematiksel olarak nasıl yapılandırılması gerektiğine dair bazı varsayımlara dayanarak, karmaşık değerli formülasyonun tahminlerini hiçbir reel değerli kuantum teorisi formulasyonları ile elde edilemiyor. Ayrıca, gerçek değerli kuantum teorilerini ortadan kaldırabilecek deneysel olarak uygulanabilir bir test tasarladılar. Önerilerinin Ocak 2021’de duyurulmasından bu yana geçen süre içinde, iki grup deneyi gerçekleştirdi ve her ikisi de standart karmaşık değerli kuantum teorisi lehine sonuçlandı.

Image by iStock.com/ sakkmesterke.

Başka Bir Deyişle

Bir asır önce ortaya çıkışından bu yana, kuantum dünyası klasik sezgilere birçok yönden meydan okudu, hatta önde gelen fizikçiler bile kuantum tuhaflığına karşı çıktılar. Örneğin bir kuantum durumu, kendi üzerindeki her olası ölçümün sonucunu öngörmek için yeterli bilgiyi içermez; bunun yerine, çoğu ölçüm için olası sonuçlar arasında yalnızca bir olasılık dağılımı sunar.

Teorinin öncüleri, şanssız bir şekilde, kuantum dünyasının eksik bir tanımı üzerinde gerçekleşmiş ve aslında her ölçüm sonucunu önceden belirleyen bir yerel gizli değişkenler sistemi tarafından desteklenmeyi beklemiş olabilir mi?

John Bell ve diğerlerinin çalışmaları sayesinde bu fikir çürütüldü. Fark edildi ki kuantum mekaniğinin ve yerel gizli değişkenlerin olası herhangi bir teorisinin farklı sonuçları öngördüğü bir deney tasarlanabilir. Deney, kuantum teorisi cilasının altında tam bir yerel gizli değişkenler kümesinin gizlenemeyeceğini saptamak için yeterlidir. Ancak deney gerçekten yapıldığında, kuantum mekaniğinin her seferinde muzaffer olarak ortaya çıktığı gözlendi

Karmaşık sayıların gerekliliği sorusunun, kuantum teorisinin doğası gereği belirsizliği sorusuyla pek çok ortak noktası vardır, ancak bunun çözümü çok daha zordur. Başka bir adla anılsalar bile, karmaşık sayılarla aynı şekilde davranan yeni matematiksel yapılar her zaman tasarlanabilir. 1960’ların başında, Ernst Stueckelberg kuantum mekaniğinin gerçek değerli formulasyonuyla tam da bunu yaptı. Bu nedenle, sorunun mantıklı olması için, gerçek değerli kuantum teorilerini içermeyen kompleks kuantumu ifade eden bazı temel kurallar oluşturmak gereklidir.

Çok Fazla Boyut

Karmaşık bir sayı olan; a + bi, sıralı bir reel sayı çifti (a, b) ile, yani gerçek sayıların uzayında iki boyutlu bir vektör şeklinde tanımlanabilir. Ancak kuantum durumları karmaşık sayıların çok boyutlu vektörleridir ve boyutların boyutlar üzerinde birleştirilmesi karmaşık hale gelir. Bir spin -1/ kübiti, iki boyutlu karmaşık boyutta bir vektör ile gösterilir. Dört boyutlu reel uzayda bir vektör olarak da yazılabilir, ancak bu boyutlar doğal olarak eşdeğer değildir.

Problem, çok parçacıklı durumların nasıl oluşturulacağı düşünüldüğünde ortaya çıkar. Navascués ve meslektaşlarının, kuantum teorisinin temel bir matematiksel özelliği olarak gördüklerini söyledikleri temel kurallarından biri, iki kuantum sisteminin kombinasyonunun tensör çarpımları ile temsil edilmesidir. (Stueckelberg’in formülasyonu bu kuralı ihlal ediyor.). Örneğin, standart kuantum teorisi, her biri iki karmaşık boyuta sahip iki kübit kombinasyonunun, 8 gerçek boyuta eşdeğer 2 × 2 = 4 karmaşık boyuta sahip olduğunu söyler. Ancak reel değerli bir formülasyonda, aynı iki kübitin her birinin 4 gerçek boyutu vardır ve tensör ürününün 4 × 4 = 16 gerçek boyutu vardır. (sistemi tanımlamak için gereken boyutun iki katı).

Çok fazla boyuta sahip olmak, bir teori için çözülemez bir sorun gibi görünmüyor ancak önceki çalışmalar, iki veya daha fazla dolaşmış parçacığın merkezi bir kaynaktan çıktığı ve uzaysal olarak ayrılmış gözlemciler tarafından ölçüldüğü Bell benzeri deneyleri için, tensör-çarpım kuralının kısıtlamasıyla standart kuantum mekaniğinin tüm tahminlerini taklit eden gerçek değerli teorilerin formüle edilebileceğini göstermiştir.

Peki ya boyutların sayısı artmak yerine azaldığında? Aşağıdaki şekilde çizildiği gibi, bir dolaşıklık değiştirme deneyi de konu alınabilir. Tek bir kaynaktan oluşturulmak yerine, ayrı kaynaklar tarafından iki grup dolaşık kübit oluşturulur.  Gözlemci olan Bob, her bir çiftten (B1 ve B2) bir kübit alır ve diğer ikisi, A ve C, sırasıyla Alice ve Charlie’ye gider.

Bob daha sonra iki kübiti üzerinde ölçüm yapar, dört olası sonuç vardır. Karmaşık değerli kuantum mekaniğinde, bu ölçüm sistemin boyut sayısını yarıya indirir ve dolanık çiftlerin sayısını ikiden bire indirir. Yani, dolaşıklığı A ve C kübitlerine aktarır. Ancak gerçek değerli bir formülasyonda, Bob’un dört-sonuçlu ölçümü, dolaşıklığı tamamen değiştirmek için boyutluluğu yeterince düşürmez; bunu yapmak için 8-sonuçlu- ölçüm yapması gerekirdi ve böylece A ve C kübitleri tamamen dolaşık hale gelmez.

Boyut uyuşmazlığı, özellikle ekstra boyutların ilk etapta orada olması gerekmiyorsa, gerçek değerli teorinin sistemi tanımlayamayacağı anlamına gelmez. Navascués ve meslektaşları, bunun mümkün olmadığını kanıtlayana kadar, gerçek değeri olan açıklamanın işe yaraması için çok zaman harcamışlardı. 

Reel Kompleks

İmkansızlığın matematiksel kanıtları, mümkün olanın inşasından çok daha zor olabilir. Kuantum mekaniğinin (tensör-çarpım kuralı) karmaşık sayılara ihtiyaç duyduğunu göstermek için Navascués ve meslektaşları, yalnızca reel değerli formülasyonun işe yaramadığını değil, hiçbirinin işe yaramadığını kanıtlamak zorunda kaldılar. Belki de her karmaşık boyutu iki gerçek boyutla temsil etmek en doğal olanıdır, ancak gerçek değerli teorilerin bu kadar sınırlı olması gerekmez. Karmaşık boyut başına üç reel boyut olabilir veya dört, hatta belki de sonsuz sayıda.

Tüm olasılıkları hesaba katmak göz korkutucudur. Yardım, Antonio Acín(aynı zamanda yeni makalenin ortak yazarlarından biri) ve meslektaşları tarafından kuantum bilgi ağları için dolaşıklığın onaylanmasıyla ilgili yakın tarihli bir makale ile geldi. Navascués ve meslektaşları, bu çalışmayı baz alarak, dolaşıklık değişimi deneyi için bir ölçüm korelasyonu fonksiyonunun, standart kuantum teorisinde 6√2=8.49’a ulaşabildiğini buldular. Ancak bu değer gerçek değerli bir formülasyonda 7.66’yı geçemiyor.


Bu çok fazla hareket alanı değil ancak Navascués, gerçek değerli sınırın önemli ölçüde iyileştirilebileceğinden şüpheleniyor. Araştırmacılar sayısal olarak hesaplamaya ilk çalıştıklarında bilgisayarlarının belleği yetmedi. Sonunda, onlara umduklarından çok daha gevşek bir sınır veren bazı yaklaşımlar yapmak zorunda kaldılar.


Yine de, Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki Jian-Wei Pan ve meslektaşları, süper iletken kübitler kullanarak deneyi yaptıklarında, karmaşık kuantum teorisi alanında rahatlıkla 8.09 değerini gözlemlediler. Jingyun Fan (Shenzhen, Çin’deki Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden) ve meslektaşları fotonları ilgili bir miktarı ölçmek için kullandıklarında, karmaşık değerli kuantum mekaniğini mantıklı buldular.

Bell testleri gibi, bu deneyler de bazı ince ayarlamalara tabiidir. Ölçümler, gözlemciler arasında sonuçlarını etkileyebilecek herhangi bir klasik bilginin geçmesini önlemek  için eş zamanlıya yeterince yakın olmalıdır. Ayrıca korelasyon eşiğinin sadece tespit edilen denemeler tarafından değil, hepsi tarafından karşılanmasını sağlamak için yeterli sayıda ölçüm yapılmalıdır. Bu saydıklarımız gerçekleşmezse, kuantum benzeri korelasyonların sadece gerçek değerli bir teori tarafından değil, klasik bir teori tarafından da taklit edilmesi mümkündür. Bell testlerindeki boşlukları kapatmak; yalnızca 2015’te meyvelerini veren ve on yıllarca süren bir çaba örneğiydi.


Ne Pan’ın ne de Fan’ın grubu, deneylerindeki boşlukları henüz kapatmadı. Bu nedenle teknik olarak, gerçek veya karmaşık sayıların kuantum dünyasının daha iyi tanımlayıcıları olup olmadığı konusunda jüri hala kararsız. Yine de, kuantum mekaniğinin gelecekteki öğrencilerinin, sayıların matematiğiyle boğuşmaya devam etmekten başka seçenekleri olmayacak gibi görünüyor.

Yazar: Abdüsselam Yüceer
Redaktör: Berfu Deniz Kara

Kaynak:

Görsel Kaynak:

Bu içeriği paylaş
Önceki İçerikKuantum Fiziği ve Kuantum Bilgi İşleme
Sonraki İçerikFizikçiler, Titreşen Atomları Ölçmek için Kuantum “Zamanı Tersine Çevirme”den Yararlanıyor

127 YORUMLAR

  1. Hey There. I found your blog using msn. This is a very well written article. I will be sure to bookmark it and come back to read more of your useful information. Thanks for the post. I will definitely comeback.

  2. Hey there! I could have sworn I’ve been to this site before but after reading through some of the post I realized it’s new to me. Anyways, I’m definitely happy I found it and I’ll be bookmarking and checking back often!

  3. Its like you read my mind! You appear to know a lot about this, like you wrote the book in it or something.

    I think that you could do with a few pics to drive the message home a little
    bit, but instead of that, this is wonderful blog.

    An excellent read. I will certainly be back.

  4. Nice post. I used to be checking continuously this blog and I am inspired! Very useful information specially the ultimate part 🙂 I care for such info a lot. I used to be seeking this particular info for a long timelong time. Thank you and good luck.

  5. Are you ready to witness the capability of AI and start making upwards of $30,000 a month as a novice?

    With our top 10 partnerships, you can effortlessly grow your earnings with clever
    automation. You’ll get permission to premium resources and expert advice
    from leading industry professionals to support you succeed.
    Plus, we deliver continuous support so that your success is guaranteed
    for the future. Try out the outcome-oriented opportunities accessible through
    our exclusive affiliate programs today!

  6. Great article! I’ve been looking for a trustworthy and cost-free content spinner for a
    while now, and Superseoplus appears to be just what I need perfectly.
    I love how simple it is to use and the fact that it offers various rewriting.
    Certainly I’ll recommend it to my writer friends.

    I couldn’t agree more. This tool free article rewriter is
    a game-changer for content creators. It saves so much time
    and effort, and the resulting content is always high-quality.
    Thanks for posting this valuable tool with us!

    As a blogger, I’ve faced challenges with writer’s block and coming up with fresh ideas for my content.
    This website’s online content rewriting tool has been a lifesaver for me.
    It’s user-friendly, and the resulting content is always
    one-of-a-kind and optimized for search engines.

    Highly recommend it!

    I’m always on the lookout for trustworthy and cost-free SEO
    tools, and this website is definitely one of the best out
    there. Their content spinning tool is just fantastic, and it’s so easy
    to use. I can’t wait to try out their other tools
    too!

    I’ve been using Superseoplus article paraphrasing tool for a
    while now, and I’m impressed with the quality of
    the rewritten content. It’s always unique and free of plagiarism, which is crucial for
    any content creator. I highly recommend it!

    I love how Superseoplus free article rewriter allows me
    to customize the level of rewriting. It’s perfect for those times when I need to maintain the original structure of an article but want to make it
    more unique. This tool is definitely my go-to tool
    for content creation.

    Superseoplus’s suite of free SEO tools is simply amazing.
    I can’t believe they offer so many tools for free, and all of
    them are so useful. Their article rewriter is just the tip of the iceberg.
    Thank you for sharing this valuable resource with us!

    I’m always skeptical of no-cost tools, but Superseoplus’s free article rewriter has definitely exceeded my expectations.
    It’s quick, reliable, and produces high-quality content every
    time. I’m definitely recommending it to my fellow content creators.

    Superseoplus free article rewriter is a must-have tool for anyone looking to save effort and time on content creation. It’s so easy to use
    and produces unique content that’s optimized for search engines.

    Thank you for sharing me to this amazing tool!

  7. Howdy! I know this is kinda off topic nevertheless I’d figured I’d ask. Would you be interested in exchanging links or maybe guest writing a blog article or vice-versa? My website addresses a lot of the same subjects as yours and I believe we could greatly benefit from each other. If you are interested feel free to send me an e-mail. I look forward to hearing from you! Awesome blog by the way!

  8. This is hands down one of the best articles I’ve read on this topic! The author’s extensive knowledge and enthusiasm for the subject are evident in every paragraph. I’m so grateful for finding this piece as it has enriched my understanding and sparked my curiosity even further. Thank you, author, for dedicating the time to craft such a remarkable article!

  9. Please let me know if you’re looking for a author for your weblog. You have some really great posts and I think I would be a good asset. If you ever want to take some of the load off, I’d absolutely love to write some articles for your blog in exchange for a link back to mine. Please blast me an e-mail if interested. Regards!

  10. Thanks for some other fantastic post. Where else may anybody get that type of info in such a perfect manner of writing? I have a presentation subsequent week, and I’m at the look for such info.

  11. Howdy! Someone in my Myspace group shared this site with us so I came to take a look. I’m definitely enjoying the information. I’m book-marking and will be tweeting this to my followers! Great blog and amazing style and design.

  12. We absolutely love your blog and find many of your post’s to be just what I’m looking for. Do you offer guest writers to write content for you personally? I wouldn’t mind producing a post or elaborating on many of the subjects you write in relation to here. Again, awesome blog!

  13. Thanks for your post on this web site. From my experience, many times softening up a photograph may well provide the digital photographer with a bit of an artistic flare. Oftentimes however, that soft cloud isn’t just what you had at heart and can frequently spoil an otherwise good photograph, especially if you anticipate enlarging it.

  14. I have been surfing online more than 3 hours today, yet I never found any interesting article like yours. It is pretty worth enough for me. Personally, if all web owners and bloggers made good content as you did, the internet will be much more useful than ever before.

  15. I?ve been exploring for a bit for any high-quality articles or blog posts on this kind of area . Exploring in Yahoo I at last stumbled upon this website. Reading this info So i am happy to convey that I have an incredibly good uncanny feeling I discovered exactly what I needed. I most certainly will make sure to do not forget this site and give it a look regularly.

  16. One thing is the fact one of the most prevalent incentives for applying your credit card is a cash-back or perhaps rebate present. Generally, you’ll receive 1-5 back upon various expenditures. Depending on the cards, you may get 1 returning on most expenditures, and 5 back on buying made using convenience stores, gas stations, grocery stores and ‘member merchants’.

  17. Have you ever thought about writing an ebook or guest authoring on other sites? I have a blog centered on the same topics you discuss and would really like to have you share some stories/information. I know my viewers would appreciate your work. If you’re even remotely interested, feel free to shoot me an email.

  18. Its like you read my mind! You seem to know so much about this, like you wrote the book in it or something. I think that you could do with some pics to drive the message home a bit, but other than that, this is fantastic blog. An excellent read. I will certainly be back.

  19. Thanks for your information on this blog. 1 thing I would wish to say is that purchasing electronic devices items from the Internet is not new. Actually, in the past few years alone, the market for online consumer electronics has grown noticeably. Today, you can find practically any type of electronic system and tools on the Internet, including cameras as well as camcorders to computer spare parts and video gaming consoles.

  20. I would also love to add that in case you do not already have got an insurance policy or else you do not belong to any group insurance, you will well reap the benefits of seeking assistance from a health agent. Self-employed or those with medical conditions normally seek the help of one health insurance broker. Thanks for your article.

  21. You really make it seem so easy with your presentation but I find this topic to be really something which I think I would never understand. It seems too complicated and very broad for me. I am looking forward for your next post, I will try to get the hang of it!

  22. There are definitely a variety of details like that to take into consideration. That could be a nice point to convey up. I offer the ideas above as normal inspiration however clearly there are questions just like the one you bring up where an important thing shall be working in trustworthy good faith. I don?t know if greatest practices have emerged around issues like that, however I am positive that your job is clearly identified as a good game. Both girls and boys feel the affect of only a second?s pleasure, for the rest of their lives.

  23. From my examination, shopping for gadgets online can for sure be expensive, nonetheless there are some guidelines that you can use to help you get the best things. There are constantly ways to find discount specials that could make one to have the best technology products at the cheapest prices. Interesting blog post.

  24. Do you mind if I quote a few of your posts as long as I provide credit and sources back to your weblog? My website is in the exact same area of interest as yours and my visitors would truly benefit from some of the information you provide here. Please let me know if this alright with you. Thanks a lot!

  25. This article is absolutely incredible! The author has done a fantastic job of conveying the information in an compelling and informative manner. I can’t thank him enough for offering such priceless insights that have definitely enlightened my awareness in this topic. Bravo to her for creating such a work of art!

  26. I can’t express how much I admire the effort the author has put into creating this outstanding piece of content. The clarity of the writing, the depth of analysis, and the plethora of information provided are simply astonishing. His zeal for the subject is evident, and it has certainly struck a chord with me. Thank you, author, for sharing your knowledge and enriching our lives with this extraordinary article!

  27. Pretty portion of content. I simply stumbled upon your website and in accession capital to claim that I acquire in fact enjoyed account your weblog posts. Any way I will be subscribing in your augment or even I success you get right of entry to persistently fast.

  28. Thanks for the new stuff you have discovered in your writing. One thing I’d prefer to comment on is that FSBO associations are built eventually. By introducing yourself to the owners the first saturday their FSBO is usually announced, before the masses commence calling on Friday, you generate a good interconnection. By mailing them tools, educational products, free reviews, and forms, you become a good ally. By taking a personal affinity for them as well as their problem, you create a solid connection that, on most occasions, pays off if the owners opt with an agent they know in addition to trust — preferably you actually.

  29. Woah! I’m really digging the template/theme of this site. It’s simple, yet effective. A lot of times it’s very difficult to get that “perfect balance” between superb usability and visual appeal. I must say that you’ve done a very good job with this. Also, the blog loads very fast for me on Internet explorer. Superb Blog!

  30. Hello! This post couldn’t be written any better! Reading this post reminds me of my previous room mate! He always kept chatting about this. I will forward this article to him. Pretty sure he will have a good read. Thanks for sharing!

  31. The things i have observed in terms of laptop memory is that often there are specifications such as SDRAM, DDR and so on, that must fit in with the specs of the mother board. If the pc’s motherboard is fairly current while there are no operating-system issues, changing the ram literally requires under 1 hour. It’s one of the easiest pc upgrade processes one can think about. Thanks for giving your ideas.

  32. Thanks for the different tips provided on this website. I have realized that many insurance firms offer prospects generous special discounts if they opt to insure more and more cars together. A significant volume of households currently have several automobiles these days, in particular those with mature teenage children still residing at home, as well as the savings in policies might soon begin. So it is good to look for a great deal.

  33. I found your blog web site on google and test just a few of your early posts. Continue to keep up the superb operate. I simply further up your RSS feed to my MSN Information Reader. Looking for ahead to studying extra from you later on!?

  34. Appreciating the dedication you put into your site and in depth information you present. It’s good to come across a blog every once in a while that isn’t the same out of date rehashed material. Excellent read! I’ve saved your site and I’m including your RSS feeds to my Google account.

  35. Simply wish to say your article is as amazing. The clearness in your post is simply nice and i can assume you are knowledgeable in this subject. Well together with your permission allow me to grasp your RSS feed to stay up to date with approaching post. Thank you a million and please keep up the gratifying work.

  36. Hi there! This post could not be written any better! Reading through this post reminds me of my good old room mate! He always kept chatting about this. I will forward this page to him. Pretty sure he will have a good read. Thanks for sharing!

  37. I really love your blog.. Excellent colors & theme. Did you develop this web site yourself? Please reply back as I’m hoping to create my very own blog and want to know where you got this from or exactly what the theme is called. Thank you!

  38. It is the best time to make some plans for the future and it is time to be happy. I’ve read this post and if I could I wish to suggest you some interesting things or suggestions. Maybe you could write next articles referring to this article. I want to read more things about it!

  39. One more thing I would like to state is that instead of trying to suit all your online degree tutorials on days of the week that you finish off work (since the majority of people are worn out when they return), try to receive most of your lessons on the week-ends and only a couple of courses on weekdays, even if it means taking some time off your saturday and sunday. This is really good because on the saturdays and sundays, you will be far more rested along with concentrated in school work. Thx for the different points I have figured out from your blog.

  40. Greetings from Idaho! I’m bored to tears at work so I decided to browse your site on my iphone during lunch break. I enjoy the info you provide here and can’t wait to take a look when I get home. I’m shocked at how quick your blog loaded on my phone .. I’m not even using WIFI, just 3G .. Anyhow, good site!

  41. Thanks for your post. I’d prefer to say that the expense of car insurance varies greatly from one scheme to another, since there are so many different issues which give rise to the overall cost. For instance, the make and model of the car will have an enormous bearing on the cost. A reliable aged family automobile will have a more economical premium when compared to a flashy expensive car.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz