Physiker haben die Quantenverschränkung mit „Geister“-Elektronen modelliert

Physiker des Center for Computational Quantum Physics am Flatiron Institute brachten einem neuronalen Netzwerk die Simulation bei

Quantenverschränkung des Systems. Um die Berechnungen zu vereinfachen und eine hohe Genauigkeit zu erreichen, fügten sie ihren Berechnungen zusätzliche „Geister“-Elektronen hinzu.

Vorhersage der Eigenschaften eines Moleküls oder Materialserfordert die Berechnung des kollektiven Verhaltens seiner Elektronen. Das Problem dabei ist, dass sich Elektronen „quantenmechanisch“ miteinander verschränken können, also nicht mehr einzeln handhabbar sind, erklären die Autoren. Das verworrene Netz von Verbindungen wird selbst für die leistungsstärksten Computer unglaublich schwierig, um es direkt für jedes System zu entwirren, das aus mehr als einer Handvoll Partikeln besteht.

Um diese Einschränkung zu überwinden, haben ForscherVerwenden Sie ein neuronales Netzwerk, das das Verhalten zusätzlicher „Geister“-Elektronen modelliert. Das sind Teilchen, die nicht wirklich existieren, aber durch die KI Quanteninteraktionen ersetzt. Das neuronale Netz korrigiert das Verhalten dieser Teilchen, bis es eine exakte Lösung findet, die den realen Beobachtungen vollständig entspricht. Es bildet somit die Auswirkungen der Verschränkung ohne die damit verbundenen Rechenhürden nach.

Sie können mit Elektronen umgehenSie sprechen nicht miteinander, als würden sie nicht miteinander interagieren. Die zusätzlichen Partikel, die wir hinzufügen, vermitteln Wechselwirkungen zwischen realen Partikeln, die in dem realen physikalischen System leben, das wir zu beschreiben versuchen.

Javier Robledo Moreno, Forscher an der New York University, Co-Autor der Abhandlung

In ihrem Artikel demonstrierten die Forscherdie Wirksamkeit der Methode zur Modellierung der Wellenfunktionen "verschränkter" Elektronen für einfache Systeme, die mit anderen Methoden berechnet werden können. Die Ergebnisse der Simulation der Quantenverschränkung stimmten vollständig mit alternativen Berechnungen überein.

Die Forscher glauben, dass die neue Methode dies ermöglichen wirddie Eigenschaften eines Materials oder Moleküls vorherzusagen, ohne sie im Labor synthetisieren und testen zu müssen. So können beispielsweise mit wenigen Mausklicks viele unterschiedliche Moleküle auf eine gewünschte pharmazeutische Eigenschaft getestet werden.

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