수학자들은 수 세기 전에 방해를 받았으며, 특정 곡선의 특성을 계산하는 것이 겉보기에 불가능한 것을 요구했다는 것을 알게되었습니다.
숫자 줄의 모든 숫자는 제곱시 양수를 산출합니다. 2 =4, (-2) =4. 수학자들은 그 친숙한 숫자를“실제”라고 부르기 시작했고 명백하게 불가능한 숫자의“가상”이라고 부르기 시작했습니다.
.i 의 단위로 표시된 상상의 숫자 (예를 들어, (2 i ) =-4), 점차 수학의 추상적 인 영역에서 비품이되었습니다. 그러나 물리학 자에게는 현실을 정량화하기에 실수가 충분했습니다. 때로는 소위 복소수, 2 + 3 i 와 같은 실제 및 상상의 부품이 모두 포함됩니다. , 계산을 간소화했지만 분명히 선택적인 방법으로. 어떤 악기도 i로 독서를 반환 한 적이 없습니다.
그러나 물리학 자들은 처음으로 상상의 숫자가 어떤 의미에서 진짜라는 것을 보여 주었을 것입니다.
양자 이론가 그룹은 자연이 상상의 측면을 가지고 있는지에 달려있는 결과를 가진 실험을 설계했습니다. Quantum Mechanics가 정확하다는 경우,이 팀의 주장은 본질적으로 복소수가 물리적 우주에 대한 우리의 설명에서 피할 수없는 부분이라고 보장합니다.
헝가리 과학 아카데미의 핵 연구소의 물리학자인 Tamás Vértesi는“이 복잡한 숫자는 일반적으로 편리한 도구 일뿐입니다. "세상은 실제로 이러한 복잡한 숫자가 필요하다"고 그는 말했다.
양자 역학에서, 입자 또는 입자 그룹의 거동은 파동 함수 또는 ψ로 알려진 웨이블과 같은 실체에 의해 캡슐화된다. 파도 함수는 전자의 가능한 위치 또는 운동량과 같은 가능한 측정 결과를 예측합니다. 소위 Schrödinger 방정식은 파동 함수의 시간이 어떻게 변하는 지 설명합니다.이 방정식은 i 을 특징으로합니다. .
물리학 자들은 이것으로 무엇을 만들어야할지 완전히 확신하지 못했습니다. Erwin Schrödinger가 이제 그의 이름을 가진 방정식을 도출했을 때, 그는 i 을 문지르기를 바랐습니다. 밖으로. "여기서 불쾌한 것은 실제로 겨냥한 것은 복소수를 사용하는 것입니다."그는 1926 년 헨드릭 로렌츠 (Hendrik Lorentz)에게 편지를 썼습니다.
Schrödinger의 욕망은 수학적 관점에서 확실히 그럴듯했습니다. 복소수의 모든 속성은 실수의 조합과 새로운 규칙을 조화로 유지하여 모든 현실 버전의 양자 역학의 수학적 가능성을 열어 줄 수 있습니다.
.실제로,이 번역은 Schrödinger가 자신이“진정한 파동 방정식”이라고 믿는 것을 거의 즉시 발견했을 정도로 단순한 것으로 판명되었습니다. . 그는 로렌츠에게 편지를 보낸 후 일주일도 채되지 않아 Max Planck에게“또 다른 무거운 돌이 내 마음에서 멀어졌습니다. "모든 것이 하나가 가질만큼 정확히 나왔습니다."
그러나 실수를 사용하여 복잡한 양자 역학을 시뮬레이션하는 것은 어색하고 추상적 인 운동이며, Schrödinger는 그의 모든 현실 방정식이 매일 사용하기에는 너무 번거 롭다는 것을 인식했습니다. 1 년 안에 그는 물리학 자들이 오늘날 생각하는 것처럼 파도 기능을 복잡한 것으로 묘사하고있었습니다.
호주 Queensland University of Technology의 양자 컴퓨터 과학자 인 Matthew McKague는“작업을 수행하고 싶은 사람은 누구나 복잡한 설명을 사용합니다.
그러나 양자 역학의 실제 공식은 복잡한 버전이 단지 선택 사항이라는 증거로 남아 있습니다. 예를 들어 Vértesi와 McKague를 포함한 팀은 2008 년과 2009 년에 i 없이 시야 - 그들은 종 테스트로 알려진 유명한 양자 물리 실험의 결과를 완벽하게 예측할 수 있습니다.
1 월 Scientific Preprint Server Arxiv.org에 게시 된 새로운 연구는 이전의 Bell Test 제안서가 Quantum Physics의 실제 버전을 깨뜨릴만큼 멀지 않은 것으로 나타났습니다. 그것은 복소수를 요구하는 것처럼 보이는 더 복잡한 종 실험을 제안합니다.
초기 연구로 인해 사람들은 스페인의 Photonic Sciences의 Marc-Olivier Renou와 제네바 대학교의 Nicolas Gisin을 포함하는 저자들은“양자 이론에서 복소수는 편리하지만 필요하지 않다”고 결론을 내렸다. "여기서 우리는이 결론이 잘못을 증명합니다."
이 그룹은 여전히 동료 검토를 받고 있기 때문에 논문에 대해 공개적으로 논의하는 것을 거부했습니다.
벨 테스트는 원거리 입자 쌍이 단일 "얽힌"상태에서 정보를 공유 할 수 있음을 보여줍니다. 예를 들어, 메인의 1/4이 오레곤에서 하나와 얽히게 될 수 있다면, 반복되는 던지기는 한 동전이 머리에 착륙 할 때마다 먼 파트너가 기괴하게 꼬리를 보여줄 것임을 보여줄 것입니다. 마찬가지로, 표준 벨 테스트 실험에서, 얽힌 입자는 Alice와 Bob이라는 별명을 가진 두 물리학 자에게 보내집니다. 입자를 측정하고 측정을 비교하면 결과가 입자간에 정보가 공유되지 않는 한 설명 할 수없는 방식으로 결과가 상관 관계가 있음을 알게됩니다.
.업그레이드 된 실험은 두 번째 입자 쌍의 공급원을 추가합니다. 한 쌍이 앨리스와 밥에게갑니다. 다른 장소에서 유래 한 두 번째 쌍은 밥과 제 3자인 Charlie로갑니다. 복소수의 양자 역학에서 입자 Alice와 Charlie는 서로 얽히지 않아도됩니다.
그러나 실제 설명은 세 가지 물리학자가 측정 할 상관 관계 패턴을 복제 할 수 없습니다. 새로운 논문은 시스템을 실제로 취급하려면 일반적으로 웨이브 함수의 가상 부분에 존재하는 추가 정보를 도입해야한다는 것을 보여줍니다. Alice 's, Bob's 및 Charlie의 입자는 표준 양자 역학과 동일한 상관 관계를 재현하기 위해이 정보를 모두 공유해야합니다. 그리고이 공유를 수용하는 유일한 방법은 모든 입자가 서로 얽히는 것입니다.
벨 테스트의 이전 화신에서 Alice와 Bob의 전자는 단일 소스에서 나왔으므로 실제 설명에서 수행해야 할 추가 정보는 문제가되지 않았습니다. 그러나 앨리스와 찰리의 입자가 독립적 인 출처에서 나오는 2 소스 벨 테스트에서 가상의 3 자 얽힘은 물리적으로 의미가 없습니다.
Alice, Bob 및 Charlie를 모집하지 않아도 실제로 새로운 논문이 상상하는 실험을 수행 할 수 있습니다. 대부분의 연구자들은 표준 양자 역학이 정확하고 실험이 예상되는 상관 관계를 찾을 것이라고 매우 확신합니다. 그렇다면 실수만으로는 자연을 완전히 설명 할 수 없습니다.
이탈리아 트 렌토 대학의 수학 물리학자인 Valter Moretti는“실제로이 논문은 진정한 복잡한 양자 시스템이 있음을 확인합니다. "이 결과는 나에게 예상치 못한 일입니다."
그럼에도 불구하고, 실험은 언젠가 일어날 것이라는 확률입니다. 간단하지는 않지만 기술적 장애물은 없습니다. 그리고 더 복잡한 양자 네트워크의 행동에 대한 더 깊은 이해는 연구자들이 떠오르는 양자 인터넷에 대한 수많은 앨리스, 밥, 찰리를 계속 연결함에 따라 더 관련성이 높아질 것입니다.
“따라서 우리는 실제 양자 물리학의 반증이 가까운 시일 내에 도착할 것이라고 믿습니다.
