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量化量子：“巨大的美丽”的数学计划

时间：2022-05-20 15:25:03 来源：

在不同维度上一些最大量子态的马约拉星座。

研究人员开发了一种确定系统状态量子程度的方法。

大型物体（例如棒球，车辆和行星）的行为符合艾萨克·牛顿爵士制定的力学经典定律。诸如原子和亚原子粒子之类的小粒子受量子力学控制，其中物体既可以表现为波又可以表现为粒子。

古典领域和量子领域之间的边界一直引起人们极大的兴趣。AIP Publishing在AVS Quantum Science中发表的研究报告认为，是什么使某物比另一物“量子化”的问题-是否有一种表征“量子性”的方法？作者报告说，他们找到了一种做到这一点的方法。

量子化程度对于诸如量子计算和量子感测之类的应用很重要，这些应用提供了其经典同类产品所没有的优势。理解这些优势需要反过来理解所涉及的物理系统的量子化程度。

这项研究的作者并没有提出一个其值将与量子程度相关的标度，而是关注极值，即那些处于最大量子或最小量子状态的状态。作者路易斯·桑切斯·索托（Luis Sanchez-Soto）说，这项研究的想法来自科学会议上提出的一个问题。

“有人问我一个问题时，我正在就这个主题举办研讨会：“量子光学中的你们总是谈论最经典的状态，但是最量子态呢？”他说。

长期以来，人们可以将所谓的相干状态描述为准经典状态。相干态发生在例如激光器中，其中来自多个光子源的光同相，从而使它们成为最小的态量子。

量子系统通常可以用球上的点在数学上表示。这种表示形式称为Majorana星座，对于相干状态，该星座只是一个单点。由于这些是状态的最小量子，因此数量最多的状态将具有覆盖更多球体的星座。

研究人员研究了其他科学家探索量子性的几种方式，并以每种方式考虑了马约拉纳星座。然后，他们询问该方法在球面上分布最均匀的点集是什么。

当Sanchez-Soto和他的同事们考虑量子问题时，他们意识到它除了有用之外，还算是一个“巨大美丽”的数学计划。

参考：Aaron Z. Goldberg，Andrei B. Klimov，Markus Grassl，Gerd Leuchs和Luis L.Sánchez-Soto撰写的“极端量子态”，2020年11月17日，AVS量子科学。DOI：
10.1116/5.0025819


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