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    Quantificazione quantistica:un progetto matematico di immensa bellezza

    Costellazioni di Majorana di alcuni degli stati più quantistici in varie dimensioni. Credito:Luis L. Sánchez Soto

    Oggetti di grandi dimensioni, come palle da baseball, veicoli, e pianeti, comportarsi secondo le leggi classiche della meccanica formulate da Sir Isaac Newton. I piccoli, come atomi e particelle subatomiche, sono governati dalla meccanica quantistica, dove un oggetto può comportarsi sia come un'onda che come una particella.

    Il confine tra il regno classico e quello quantistico è sempre stato di grande interesse. Ricerca segnalata in AVS Scienza Quantistica , considera la questione di cosa rende qualcosa "più quantistico" di un altro:c'è un modo per caratterizzare la "quantità"? Gli autori riferiscono di aver trovato un modo per farlo.

    Il grado di quantumness è importante per applicazioni come l'informatica quantistica e il rilevamento quantistico, che offrono vantaggi che non si trovano nelle loro controparti classiche. La comprensione di questi vantaggi richiede, a sua volta, una comprensione del grado di quantistica dei sistemi fisici coinvolti.

    Piuttosto che proporre una scala i cui valori sarebbero associati al grado di quantita', gli autori di questo studio guardano a extrema, vale a dire quegli stati che sono o il più quantistico o il meno quantistico. L'autore Luis Sanchez-Soto ha affermato che l'idea dello studio è nata da una domanda posta in un incontro scientifico.

    "Stavo tenendo un seminario su questo argomento quando qualcuno mi ha posto la domanda:'Voi ragazzi nell'ottica quantistica parlate sempre degli stati più classici, ma per quanto riguarda la maggior parte degli stati quantistici?'", ha detto.

    È stato a lungo compreso che i cosiddetti stati coerenti possono essere descritti come quasi-classici. Si verificano stati coerenti, Per esempio, in un laser, dove la luce proveniente da più sorgenti di fotoni è in fase rendendoli il minimo quantistico di stati.

    Un sistema quantistico può spesso essere rappresentato matematicamente da punti su una sfera. Questo tipo di rappresentazione è chiamata costellazione di Majorana, e per stati coerenti, la costellazione è semplicemente un singolo punto. Poiché questi sono il minimo quantistico di stati, quelli più quantici avrebbero costellazioni che coprono più della sfera.

    I ricercatori hanno esaminato diversi modi in cui altri scienziati hanno esplorato la quantistica e considerato la costellazione di Majorana per ogni modo. Hanno quindi chiesto quale sia l'insieme di punti più uniformemente distribuito su una sfera per questo approccio.

    Poiché Sanchez-Soto e i suoi colleghi hanno considerato la questione della quantistica, capirono che era un progetto matematico "di immensa bellezza, "oltre ad essere utile.


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