양자 역학의 가상 부분은 실제로 존재합니다.

일반적으로 복소수즉, 허수 성분을 포함하고 (i 제곱 결과는 마이너스 XNUMX로) 수학적 트릭입니다. 그러나 폴란드-중국-캐나다 과학자 팀은 가상의 부분이 양자 역학 실제 세계에서 실제로 볼 수 있습니다. 바르샤바 대학의 신기술 센터가보고합니다.

물리적 세계를 설명하는 숫자의 능력에 대한 우리의 직관적 인 아이디어에는 상당한 수정이 필요합니다. 지금까지는 측정 가능한 물리량과 실제 숫자 만이 연관되어있는 것처럼 보였습니다. 그러나 성공했습니다 양자 상태 의 얽힌 광자 복소수에 의존하지 않고는 구별 할 수없는 것을 찾는 것입니다. 또한 연구진은 복소수의 의미를 결정하는 실험을 수행했습니다. 양자 역학 확인 된

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연구는 Dr. 바르샤바 대학의 양자 광학 기술 센터 (QOT)의 Alexander Streltsov가 허페이에있는 중국 과학 기술 대학 (USTC)과 캘거리 대학 (UCalgary)의 과학자들이 참여했습니다. 이론과 측정을 설명하는 기사는 피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters) 싶게 물리적 검토 A 나타났다.

물리학에서 복소수는 순전히 수학적 특성으로 간주되었습니다. 그들은 방정식에서 근본적인 역할을하지만 양자 역학 놀이, 그것들은 물리학 자들의 계산을 더 쉽게 만들어주는 도구로 취급되었습니다. 우리는 이론적으로 그리고 실험적으로 증명했습니다 양자 상태 꼭 필요한 참여 하에서 만 복소수 구별 될 수 있습니다. "라고 Streltsov 박사는 말합니다.
복합 숫자는 실수와 허수의 두 구성 요소로 구성됩니다. 그것들은 a + bi 형식이며, 여기서 a와 b는 실제입니다. bi 구성 요소는 복소수의 특정 속성을 담당합니다. 핵심 역할은 허수 i에 의해 수행됩니다. 숫자 i는 -1의 제곱근입니다 (따라서 제곱하면 마이너스 XNUMX이됩니다).

물리적 세계에서는 숫자 i와 직접적으로 관련 될 수있는 것을 상상하기 어렵습니다. 테이블에 사과 2 개 또는 3 개가있을 수 있으며 이는 정상입니다. 사과를 떼어 내면 물리적 결함에 대해 말하고 음의 정수 -1로 설명 할 수 있습니다. 우리는 사과를 두세 부분으로 잘라서 측정 가능한 숫자 1/2 또는 1/3의 물리적 등가물을 얻을 수 있습니다. 테이블이 완전 정사각형이라면 숫자 2의 대각선 (측정 불가능한) 제곱근은 변보다 길 것입니다. 동시에 가장 성실한 의도에도 불구하고 사과를 테이블의 숫자 i에 넣는 것은 불가능합니다.

물리학에서 복소수의 놀라운 경력은 모든 종류의 도움으로 진동 일반적인 삼각 함수보다 훨씬 더 편리하게 설명 할 수 있습니다. 따라서 계산은 복합 숫자로 수행되며 결국에는 그 안에 나타나는 실수 만 고려됩니다.

다른 물리 이론에 비해 양자 역학 특정 조건에서는 입자로, 다른 조건에서는 파동으로 동작 할 수있는 물체를 설명해야하기 때문에 특별한 것입니다. 가정으로 받아 들여지는이 이론의 기본 방정식은 슈뢰딩거 방정식입니다. 그것은 특정 기능, 소위 파동 기능의 시간에 따른 변화를 설명합니다. 확률 분포이 상태 또는 그 상태가 관련된 시스템을 찾습니다. 에서 슈뢰딩거 방정식 그러나 파동 함수 바로 옆에 명시적인 허수 i가 있습니다.
수십 년 동안 일관성 있고 완전해야할지 여부에 대한 논쟁이있었습니다. 양자 역학 실수만으로 생성 할 수 있습니다. 그래서 우리는 양자 상태 그것은 복소수로만 구별 될 수 있습니다. 결정적인 순간은 우리가 이러한 상태를 만들고 구별 할 수 있는지 물리적으로 확인하는 실험이었습니다.

역할을 한 실험 양자 역학의 복소수 검증, 게임 마스터의 참여로 Alice와 Bob 간의 게임 형태로 표현 될 수 있습니다. 레이저와 크리스탈이있는 장치를 사용하여 게임 마스터는 두 개의 광자를 두 개 중 하나로 결합합니다. 양자 상태구별하기 위해서는 반드시 복소수의 사용이 필요합니다. 그런 다음 그는 광자 앨리스에게, 다른 하나는 밥에게. 그들은 각각 자신의 광자를 측정 한 다음 기존 상관 관계를 결정하기 위해 서로 통신합니다.

Alice와 Bob의 측정 값은 0 또는 1 값만 취할 수 있다고 가정합니다. Alice는 Bob처럼 의미없는 0과 XNUMX의 시퀀스를 봅니다. 그러나 통신 할 때 해당 측정간에 연결할 수 있습니다. 게임 마스터가 상관 상태를 보낸 경우 하나가 결과 XNUMX을 보면 다른 하나도 마찬가지입니다. 가지고 있다면 반 상관 상태 수신하면 Alice는 0을 측정하고 Bob의 경우 1이됩니다. 상호 동의하에 Alice와 Bob은 우리 주를 구별 할 수 있습니다. 양자 자연 근본적으로 복잡하다고 Dr. Streltsov.
이론적 설명을 위해 접근 방식이 사용되었습니다. 양자 자원 이론 알려져 있습니다. 얽힘과 국부적으로 차별화 된 실험 자체 XNUMX 광자 상태 선형 광학 기술을 사용하여 허페이에있는 실험실에서 수행되었습니다. 연구자들이 준비한 양자 상태는 구별 할 수있는 것으로 판명되었으며, 이는 복소수가 양자 역학의 통합적이고 구별 할 수없는 부분임을 증명합니다.
폴란드-중국-캐나다 연구팀의 성과는 근본적이지만 매우 심오하여 새로운 곳에서 찾을 수 있습니다. 양자 기술 쓰러 질 수 있습니다. 특히, 복소수의 역할 탐색 양자 역학 효율성의 원천을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 양자 컴퓨터 발표에 따르면 클래식 컴퓨터로는 얻을 수없는 속도로 특정 문제를 해결할 수있는 질적으로 새로운 계산 기계를 더 잘 이해하기 위해.