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2025-04-21 12:58:00
世界で最も人気のあるロジックパズルの1つであるルービックキューブは、現在、まったく新しい革新的な次元を獲得しました。 量子。ボルダーのコロラド大学の科学者は、その原則のバージョンを設計しました 量子物理学、提供 無限の強い状況 そして、予期しない「動き」。
Rubik’sキューブの古典的なバージョンは、So -Calledのカテゴリに属します シフトパズル、プレイヤーは、キューブを希望する「解決された」状態にするために、多くの特定のアクションを実行する必要があります。つまり、それぞれの側が1色しか持たないようにします。可能な組み合わせの数は最新です 43ペンタジー。
しかし、彼の量子バージョンでは、可能な状況の数 理論的には無限です、新しい「移動」のおかげです 量子高架、つまり、トラックが配置される能力 同時に2つの異なる位置で そして、それが測定されるまで、どんな決定的でもないこと。
研究者 彼らは最初により単純な形でアイデアを試しました: 2次元パズル2×2 青と緑のタイルから、青の上に緑になることを目的としています。古典的な形では、このパズルには6つの可能な転送しかありません。量子機能を追加することにより、群衆は増加しています 指数関数的に。
パズルを実装するために、タイルは扱われました 粒子、そのアイデンティティが「完成」と見なされているため、量子工学の重要な機能の1つです。完全な量子バージョンでは、2つ以上のタイルが許可されているため、ソリューションははるかに複雑で柔軟性が高くなります。
科学者チームは、3種類のプレーヤーをシミュレートして、パズルの2,000のランダム発射でのパフォーマンスを調べました。
- 古典的なプレーヤー:隣接するタイルは2つしかシフトできません。
- 量子:タイルのペア間に超高度を導入することができます。
- 結合されたプレーヤー:両方の動きにアクセスできます。
結果は明確でした。コンビネーションプレーヤーは、解決するためのステップの最小の平均(4.77の動き)を必要とし、その後はQuantum(5.32)と最後のクラシック(5.88)が続きました。ただし、クラシックプレーヤーは、「良い」初期状態に陥ったときに速度がわずかに有利でしたが、多くの場合、2倍の動きを必要とし、平均を上げました。
量子パズルは、それに影響を与えた物理学の不確実性を維持します。例のように 猫 シュレディンガーの、オーバーラップは、測定の時間までアクティブなままであり、可能な状況の1つで崩壊します。それが望ましい「解決された」フォームである場合、プレーヤーは成功しました。それ以外の場合、パズルが再配置され、プロセスが再び開始されます。この機能 量子プレーヤーに理論的なリードを与えます:たとえそれが正しいソリューションに到達しなくても、十分に近づいている場合、測定を通じて望ましい結果を達成できます。
科学者は、Rubicの量子キューブのようなパズルは将来的に実装できると主張しています ネットワーク で 光グリッド、量子現象のシミュレーションにすでに使用されているシステム。さらに、グループは設計され、a 3次元バージョン パズルの2×2×1、同様の特性ともちろん、無限の強い状況を備えています。
それは主に理論的な推論ですが、量子パズルの概念は、計算、教育ツール、および可能性のある未来の新しいモデルの方法を開きます テクノロジー。
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