Квантовая физика раскрыта: поэтическое путешествие в топологические вычисления

• Поэт пытается представить законы топологического квантового компьютера через поэзию.
• Стихотворение переводит квантовую физику как в своей визуальной структуре, так и в выборе слов.

Поэзия — это нюансная форма, в которой язык используется для его эстетических качеств вместо семантического и понятийного содержания. Язык используется так, чтобы он ощущался его слушателем и аудиторией как отличающийся от обычной прозы.

Для исследования сложных феноменов и изображения иначе невообразимого стихи используют ритм, порядок слов, разрывы строк и визуальную структуру. Там, где большинство поэтов балуются взволнованными описаниями парящих орлов или бурных океанов, Эми Катанцано вынуждает красоту выходить из квантовой теории.

Она верит, что квантовая теория может быть хорошо объяснена поэзией, которая предлагает богатство языка для выражения идей. Для эффективного объяснения сентиментов она обратилась за помощью к итальянскому физику Джузеппе Муссардо.

Стихотворение квантового суперкомпьютера

Обычно квантовая теория противоречит логике, которую вы видите в мире. Например, если квантовый материал движется по дороге и приходит к развилке, ему не обязательно выбирать между поворотом направо или налево. Вместо этого он может пойти обоими маршрутами одновременно, что невозможно для любых других конвенциональных объектов. Для характеристики квантового поведения физики используют строгие математические представления, которые довольно сложны для всех нас для понимания.

Эми Катанцано имеет решение этой проблемы: разработать новый язык или инструмент, который мог бы точно описать невыразимый квантовый мир. Она попыталась вложить эту идею в практику, написав новое стихотворение под названием «World Lines: A Quantum Supercomputer Poem». Оно представляет законы топологического квантового компьютера.

Согласно ей, поэтический язык может бросать вызов и формировать восприятия людей. Он может бросать вызов нашим базовым концепциям физического мира.

Дизайн топологического квантового компьютера с 4 кубитами | Источник: APS / Alan Stonebraker

Стихотворение, которое она написала, представляет реалистичную архитектуру для топологической квантовой машины. У нее 4 кубита (квантовых бита), каждый из которых содержит 2 квазичастицы, называемые энионы. Для выполнения вычислений смежные энионы меняются местами в определенной последовательности. Результат лежит в так называемых узлах и сплетениях, которые производятся перекрывающимися путями энионов.

В стихотворении Катанцано эти переплетающиеся энионы заменены 4 поэтическими куплетами, которые пересекают друг друга. Пересечение 2 линий разделяет слово, которое вызывает узел эниона.

Источник: APS Physics

Читатели могут видеть эти узлы (слово, показанное в белом) как развилки в их пути: они могут либо читать текст последовательно, либо перепрыгнуть на другую строку отсюда (слово-узел). Разные пути производят специальные мировые сплетения, ведущие к разным исходам, что очень похоже на то, что делают квантовые компьютеры.

Стихотворение квантового суперкомпьютера | Источник: APS / Alan Stonebraker

Стихотворение переводит квантовую физику как в своей визуальной структуре, так и в выборе слов. Катанцано называет эту практику квантовой поэтикой.

Это не первый раз, когда кто-то пытался описать физические концепции с использованием литературных приемов. Физики давно используют метафоры для упрощения сложных концепций. Один такой пример — слово «запутанность» (entanglement), которое они использовали для описания концепции 2 квантовых частиц, соединенных друг с другом. Однако эта метафора создает много недопониманий.

Читайте также: 18 самых интересных фактов о квантовых компьютерах

До сих пор мы не нашли никакого эффективного языка, который мог бы точно уловить законы квантовой физики. В настоящее время это лучшее, к чему мы пришли.