Глава 477. Сокрушение из другого измерения •
Ждать месяц было невозможно, конечно, и не нужно было так долго.
После окончания семинара, менее чем через неделю, Сюй Чуань загрузил официальную статью на сайт препринтов arxiv.
На самом деле, на третий день он уже завершил последний шаг.
Ведь до этого он уже продвинулся очень далеко по пути сильно коррелированной электронной системы.
Причина, по которой потребовалась почти неделя, заключалась в основном в устранении пробелов и упорядочивании соответствующих рукописей.
Он и сам не ожидал, что сможет так быстро найти ключевой выход и успешно связать все предыдущие исследования.
Поэтому некоторые из предыдущих исследовательских материалов не были приведены в порядок из-за необходимости участия в семинаре.
В кабинете, глядя на загруженную статью, Сюй Чуань вздохнул с облегчением.
Использовать размерность для изучения сильно коррелированной электронной системы, разделяя различные сильно коррелированные электронные системы в соответствии с различными пространственными измерениями.
Этот путь был гораздо более совершенным, чем любое направление, о котором он думал раньше.
Но соответственно, и более масштабным.
Даже он не мог за короткое время усовершенствовать и дополнить все системы измерений, то, что он сделал сейчас, - это общая структура.
А в дальнейшем потребуется, чтобы другие физики в течение длительного времени дополняли и совершенствовали ее.
Но, несмотря на это, это все еще была работа, которую можно было назвать великой.
В конце концов, он нашел более универсальную единую теоретическую структуру, чтобы объединить заряд, спин и фазу в сильно коррелированной электронной системе, образующие сложные коллективные моды при различных конфигурациях атомных ядер.
По крайней мере, с точки зрения математической теории.
Что касается практики, то применимость этой структуры к большинству сильно коррелированных систем еще предстоит проверить экспериментально.
Проблемы в области физики отличаются от математических.
Доказательство математической гипотезы требует полного и правильного логически последовательного процесса, а также рецензирования.
А решение физической проблемы, особенно в такой более экспериментальной области, как физика конденсированного состояния, требует длительного времени, чтобы все физическое сообщество приняло ее.
И, кроме того, оно должно быть подтверждено многочисленными экспериментами.
Возможно, в этом процессе будут найдены недостатки, проблемы, и даже возможно, что оно будет опровергнуто.
Ведь даже Стандартная модель, предложенная в 60-х годах прошлого века, за последние несколько десятилетий прошла через бесчисленные бури и даже несколько раз была на грани полного опровержения.
И сегодня, после десятилетий непрерывных доработок физическим сообществом, она стала одним из краеугольных камней физики.
Сюй Чуань верил, что в области физики конденсированного состояния и квантовой физики разработанная им единая структура сильных корреляций также сможет выдержать испытания и остаться непоколебимой.
Загрузив статью на сайт arxiv, Сюй Чуань потянулся, встал со стула и отправился в ванную, чтобы принять хороший горячий душ.
Вероятно, это был его последний результат в этом году.
Конечно, этот год исчислялся по лунному календарю.
Сейчас уже середина двенадцатого месяца по лунному календарю, и через десять дней или около того наступит Новый год.
Ему тоже пора возвращаться.
Что касается доклада по сильно коррелированной электронной системе, то его можно отложить до Нового года.
Новый год важнее.
И, как ни крути, физическому сообществу потребуется некоторое время, чтобы понять его статью и структуру.
Для создания структуры для сильно коррелированной электронной системы использовалась математическая теория, хотя и не использовались какие-то очень передовые математические знания, такие как теория Ходжа, уравнения Навье-Стокса и другие вещи, доказанные в последние годы.
Но математические методы в структуре были довольно сложными для многих физиков.
По сравнению с математикой, которая в основном полагается на мозг, в крайнем случае, добавляя суперкомпьютер в качестве инструмента, физика очень зависима от различного научного оборудования для расширения.
Например, Большой адронный коллайдер, Тяньань, телескопы Хаббл/Уэбб, наблюдательные решетки, электронные микроскопы и т.д.
Чисто математических методов относительно мало.
Можно даже сказать, что математические методы, используемые сегодня в физике, в основном относятся к прошлому веку.
Разрыв настолько велик и настолько реален.
Приняв горячий душ и переодевшись в чистую и свежую одежду, Сюй Чуань подошел к кровати, взял телефон и позвонил на ресепшн отеля, попросив их приготовить еду.
Хотя время ужина еще не пришло, он уже проголодался.
Упорядочивание материалов и ввод их в компьютер были очень утомительными.
Хотя структура для сильно коррелированной электронной системы была создана, это не означало, что работа закончена.
Помимо общей объединенной структуры, у сильно коррелированной системы было еще много проблем. Например, найти более эффективный и точный численный метод для аналитического решения многочастичной задачи в сильно коррелированной электронной системе, разработать алгоритмы прогнозирования и оптимизации моделей для новых сильно коррелированных материалов, исследовать механизм генерации и характеристики топологических состояний вещества в сильно коррелированной системе, чтобы обеспечить теоретическую основу для реализации новых квантовых устройств и т.д.
В этом и заключается самое большое различие между физикой и математикой.
Решение одной проблемы - это не завершение, а начало.
Особенно последний пункт, обеспечение теоретической основы для реализации новых квантовых устройств, был новым направлением исследований, которое он запланировал для себя на ближайшее время.
Говоря о квантовых устройствах, первое, что приходит на ум большинству людей, - это квантовые компьютеры.
Это машина, которая может выполнять квантовые вычисления, она использует законы квантовой механики для выполнения математических логических операций, обработки и хранения информации.
По сравнению с традиционными компьютерами, квантовые компьютеры имеют множество преимуществ.
Например, более мощная "способность параллельных вычислений", более высокая "плотность хранения информации", "быстрое решение конкретных задач" и так далее.
Когда традиционный компьютер обрабатывает несколько вычислительных задач одновременно, ему необходимо выполнять их последовательно.
А квантовый компьютер может обрабатывать несколько вычислительных задач одновременно.
Это означает, что квантовый компьютер может выполнять более сложные вычислительные задачи за более короткое время.
Особенно в области научных исследований квантовые компьютеры имеют уникальные преимущества.
Например, в области моделирования химических материалов и лекарств классическим компьютерам требуется много времени и вычислительных ресурсов для расчета свойств больших молекул.
Использование квантовых компьютеров может моделировать свойства молекул, и при выполнении таких научных моделирований они могут обеспечить более точные прогнозы и расчеты.
Однако, какими бы превосходными ни были квантовые компьютеры, вопрос о том, как создать безошибочный и универсальный квантовый компьютер, остается самой большой проблемой в научном мире.
Ключ к этому лежит в "кубите", базовой единице информации, используемой квантовыми компьютерами.
В отличие от двоичного кода, используемого обычными компьютерами, который либо 0, либо 1, кубит может существовать одновременно в состояниях 0 и 1.
Эта неопределенность проистекает из квантовой суперпозиции в физике: "то есть квантовая система может одновременно существовать в нескольких отдельных квантовых состояниях".
Эта фраза немного запутанная, но на самом деле ее легко понять.
Самый быстрый способ - это знаменитый кот "и живой, и мертвый" квантового физика Шредингера.
"Кот Шредингера" - это кот, запертый в герметичной комнате.
В этой герметичной комнате находится стеклянная бутылка с ядовитым газом, над бутылкой - коробка с радиоактивным атомом радия, а в коробке - механизм, определяющий, распался ли радиоактивный атом радия.
Если атом радия распался, этот механизм управляет молотком, который разбивает стеклянную бутылку, выпуская ядовитый газ, и кот умирает.
Если распада нет, то механизм не срабатывает, и кот остается жив.
Но согласно квантовой теории, поскольку радиоактивный радий находится в суперпозиции двух состояний: распада и не распада.
Теоретически, кот должен находиться в суперпозиции мертвого кота и живого кота.
Поэтому, пока вы не откроете коробку, вы никогда не узнаете, жив кот внутри или мертв.
А после открытия коробки он быстро коллапсирует в единственную реальность: мертвый или живой.
Хотя Шредингер изначально предложил эту теорию, чтобы высмеять квантовую механику, но для того, чтобы быстрее всего понять квантовую суперпозицию, это самый простой и подходящий способ.
Хотя люди в реальной жизни не сталкиваются с такими "котами-призраками", но кубиты находятся в похожей ситуации.
Он может одновременно иметь два или более множественных состояний, как кот Шредингера, и живой, и мертвый.
А способ разрушить суперпозицию - это измерение.
Мы узнаем, жив или мертв кот Шредингера, открыв коробку, потому что получаем определенный результат (либо мертв, либо жив), и суперпозиция перестает существовать.
А вычислительный процесс квантового компьютера включает в себя измерение кубита, заставляя его квантовое состояние суперпозиции коллапсировать в 0 или 1.
Это основной механизм квантового компьютера, а также самая большая сложность в его реализации.
Потому что кубит по своей сути является субатомной частицей, находящейся в состоянии суперпозиции.
Он чрезвычайно чувствителен, будь то электроны, ионы или фотоны, или незначительные изменения в окружающей среде кубита, такие как вибрация, электрическое поле, магнитное поле, космическое излучение и т. д., все это может вводить энергию в кубит, заставляя состояние суперпозиции коллапсировать и делая кубит недействительным.
Поэтому кубиты необходимо герметизировать в экстремально холодной и вакуумной среде, чтобы максимально избежать любых помех.
Однако с построением теоретической структуры сильно коррелированной электронной системы, исследование физикой механизма генерации и характеристик топологических состояний вещества в ближайшее время сможет эффективно обеспечить теоретическую основу для новых квантовых устройств.
Это может значительно снизить сложность изготовления и реализации новых квантовых устройств.
И как автор теоретической структуры сильно коррелированной электронной системы, Сюй Чуань не мог не продолжить углубленное изучение этой области.
Ведь если квантовые компьютеры получат новый прорыв, то существующие традиционные компьютеры, даже суперкомпьютеры, будут ничтожны.
Потому что это не вопрос скорости вычислений, а сокрушение из другого измерения!