Физики изобрели квантовый кубик Рубика: головоломка сложна, но решить можно

Иногда для проверки умственных способностей людей предлагается собрать кубик Рубика. Считается, что решить эту головоломку могут только очень умные люди. Но для некоторых людей, особенно если они физики, кубик Рубика слишком простая головоломка. Поэтому ученые из Университета штата Колорадо в Боулдере, США решили создать свою версию кубика Рубика — квантовый кубик Рубика. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет  IFLScience.

В Фокус. Технологии появился свой  Telegram-канал .

По словам ученых, чтобы создать квантовый кубик Рубика, они заменили его части квантовыми частицами. Различные виды одинаковых частиц заменяют собой разные цвета кубика Рубика. Все частицы одного "цвета" не отличаются друг от друга, но все частицы разных "цветов" можно отличить. Квантовый кубик Рубика, на самом деле кубоид, состоит из двух частиц высотой и шириной, но только из одной частицы в глубину.

Физики сократили количество возможных возможных ходов до двух: поворот по оси z и поворот по оси x. Любой другой ход можно совершить с помощью различных комбинаций этих ходов.

Есть еще один ход, который можно выполнить в этой версии головоломки, и он возможен только благодаря квантовой настройке. По словам ученых, это квадратный корень перестановки, и это означает, что в квантовом кубике Рубика стороны могут быть как перемещены, так и не перемещены одновременно.

У обычного кубика Рубика, у которого шесть граней по девять квадратов на каждой, существует 43 квинтиллиона возможных способов собрать головоломку. Однако некоторые люди могут собрать кубик Рубика в считанные секунды. Но у квантового кубика Рубика существует нескончаемое количество вероятных состояний. Значит ли это, что головоломку нельзя решить? На самом деле есть два способа.

По словам физиков, можно просто измерить, в каком состоянии находится частица и проверить, двигалась она или нет. Как и в случае с известным котом Шрёдингера, это разрушит суперпозицию, и заставит частицу вести себя как обычная грань куба. Кроме того, квантовый кубик Рубика может быть создан из определенных частиц, например идентичных фермионов. В этом случае любой ход будет удерживать головоломку в ее самом низком энергетическом состоянии. Это приведет к дискретному пространству состояний. Пространство состояний представляет собой набор всех вероятных конфигураций системы. Поскольку пространство состояний и набор действий окончены, эту версию головоломки можно сравнить с классическими головоломками перестановок, хотя и с очень странной геометрией, говорят физики.

Фокус  уже писал о том, что новое извержение на странной комете 29P/Швассмана-Вахмана  сделало ее более яркой почти в 300 раз . Четыре извержения на комете, являющейся кентавром, состоялись за 48 часов.

Также  Фокус  писал о том, что физики впервые обнаружили  странные частицы  под названием полудыраковские фермионы. Они имеют массу только при движении в одном направлении, но не имеют массы при движении в другом направлении.