Fysikere har modellert kvantesammenfiltring ved å bruke "spøkelseselektroner".

Fysikere fra Center for Computational Quantum Physics ved Flatiron Institute lærte et nevralt nettverk for å simulere

kvantesammenfiltring av systemet. For å forenkle beregningene og oppnå høy nøyaktighet, la de til flere "spøkelseselektroner" i beregningene sine. 

Forutsi egenskapene til et molekyl eller et materialekrever beregning av den kollektive oppførselen til elektronene. Problemet er at elektroner kan bli "kvantemekanisk" viklet inn i hverandre, noe som betyr at de ikke lenger kan håndteres individuelt, forklarer forfatterne. Det sammenfiltrede nettet av forbindelser blir utrolig vanskelig for selv de kraftigste datamaskinene å løse opp direkte for ethvert system som består av mer enn en håndfull partikler.

For å overvinne denne begrensningen, forskerebruke et nevralt nettverk som modellerer oppførselen til flere "spøkelses"-elektroner. Dette er partikler som egentlig ikke eksisterer, men som AI erstatter kvanteinteraksjoner med. Det nevrale nettverket korrigerer oppførselen til disse partiklene til det finner en eksakt løsning som fullt ut vil samsvare med virkelige observasjoner. Den gjenskaper dermed effekten av sammenfiltring uten de medfølgende beregningshindrene.

Du kan håndtere elektroner somde snakker ikke med hverandre som om de ikke samhandler med hverandre. De ekstra partiklene vi legger til formidler interaksjoner mellom ekte partikler som lever i det virkelige fysiske systemet vi prøver å beskrive.

Javier Robledo Moreno, forsker ved New York University, medforfatter av artikkelen

I sin artikkel demonstrerte forskerneeffektiviteten til metoden for å modellere bølgefunksjonene til "sammenfiltrede" elektroner for enkle systemer som kan beregnes med andre metoder. Resultatene av simuleringen av kvanteforviklinger falt fullstendig sammen med alternative beregninger.

Forskerne mener at den nye metoden vil tillateforutsi egenskapene til et materiale eller molekyl uten å måtte syntetisere og teste dem i laboratoriet. For eksempel vil det være mulig å teste mange forskjellige molekyler for en ønsket farmasøytisk egenskap med bare noen få museklikk.

Les mer:

Snart vil en solstorm treffe jorden: materialet flyr med en hastighet på 800 km/s

Forskere filmet en merkelig skapning med tentakler, som de trodde var en blomst

Russland forlater ISS: hva vil skje nå og hvorfor vedlikeholdet av stasjonen er truet