Граница между классической и квантовой сферами всегда вызывала большой интерес. Исследование, опубликованное в AVS Quantum Science, опубликованное AIP Publishing, рассматривает вопрос о том, что делает что-то «более квантовым», чем другое – есть ли способ охарактеризовать «квантовость»? Авторы сообщают, что они нашли способ сделать именно это.
Степень квантовости важна для таких приложений, как квантовые вычисления и квантовое зондирование, которые предлагают преимущества, которых нет в их классических аналогах. Понимание этих преимуществ требует, в свою очередь, понимания степени квантовости задействованных физических систем.
Вместо того, чтобы предлагать шкалу, значения которой были бы связаны со степенью квантовости, авторы этого исследования смотрят на экстремумы, а именно на те состояния, которые являются либо наиболее квантовыми, либо наименее квантовыми. Автор Луис Санчес-Сото сказал, что идея исследования возникла из вопроса, заданного на научном собрании.
«Я проводил семинар по этой теме, когда кто-то задал мне вопрос:« Вы, ребята, из квантовой оптики, всегда говорите о самых классических состояниях, но как насчет большинства квантовых состояний??’" он сказал.
Давно поняли, что так называемые когерентные состояния можно описать как квазиклассические.
Когерентные состояния возникают, например, в лазере, где свет от нескольких источников фотонов находится в фазе, что делает их наименее квантовыми состояниями.
Квантовая система часто может быть представлена математически точками на сфере.
Этот тип представления называется созвездием Майорана, и для когерентных состояний созвездие представляет собой просто одну точку. Поскольку это наименее квантовые состояния, у наиболее квантовых состояний будут созвездия, покрывающие большую часть сферы.
Исследователи рассмотрели несколько способов, которыми другие ученые исследовали квантовость, и рассмотрели созвездие Майораны для каждого из них. Затем они спросили, какой набор точек на сфере наиболее равномерно распределен для этого подхода.
Когда Санчес-Сото и его коллеги рассмотрели вопрос квантовости, они поняли, что это математический проект «невероятной красоты», помимо того, что он полезен.