Pages

Lima Aksioma Matematika Tambahan Untuk Teori Kuantum Informasi

Jurnal KeSimpulan.com - Teori kuantum di tempat fisika. Studi baru menggunakan beberapa aksioma menemukan dasar fisika bagi mekanika kuantum.

Tim kolaborasi fisikawan Kanada dan Italia membawa prinsip-prinsip fisika mekanika kuantum yang terkait dengan manipulasi, penyimpanan dan pengambilan informasi. Sebuah langkah upaya panjang menemukan fundamen fisika bagi matematika fisika kuantum dalam proses atom dan sub-atomik dengan akurasi tepat tetapi akal sehat.

"Kami ingin satu set aksioma yang memberi kita pemahaman sedikit lebih baik untuk fisika mekanika kuantum," kata Michael Westmoreland, matematikawan dari Denison University di Granville, Ohio.

Pondasi teori kuantum saat ini terletak pada formulas abstrak matematika yang dikenal sebagai Hilbert spaces and C algebras. Abstraksi ini bekerja dengan baik untuk menghitung probabilitas suatu hasil tertentu dalam sebuah percobaan.

Tapi fisikawan secara intuitif melihat keanggunan teori relativitas khusus Einstein, misalnya, yang mengatakan bahwa kecepatan cahaya adalah konstan dan hukum-hukum fisika tidak berubah dari satu kerangka acuan ke acuan berikutnya.

Giulio Chiribella, fisikawan teoritis dari Perimeter Institute for Theoritical Physics di Ontario, Kanada, dan rekannya mendasarkan pendekatan pada postulat yang disebut "purification". Sebuah sistem dengan sifat tidak pasti (mixed state) selalu bagian dari “pure state” yang lebih besar secara prinsip, tim mengusulkan ke arXiv.

Partikel ini memiliki spin nol, bisa membusuk menjadi dua foton berputar. Setiap foton tunggal dalam keadaan mix, memiliki kesempatan yang setara untuk berputar atas atau bawah. Pasangan foton bersama-sama meskipun pure state di mana harus selalu berputar dalam arah yang berlawanan.

"Kita bisa mengabaikan bagian tetapi kita dapat memiliki pengetahuan maksimal secara keseluruhan," kata Chiribella.

Prinsip pemurnian memerlukan fenomena kuantum dikenal sebagai belitan yang menghubungkan bagian-bagian untuk keseluruhan. Ini juga menjelaskan mengapa informasi kuantum tidak dapat disalin tanpa merusaknya namun dapat "teleported" yaitu direplikasi di lokasi jauh setelah hancur di titik asal.

Chiribella mereproduksi struktur matematika mekanika kuantum dengan bantuan lima aksioma tambahan yang terkait dengan pengolahan informasi. Aksioma termasuk kausalitas, gagasan bahwa pengukuran sekarang tidak dapat dipengaruhi oleh pengukuran masa depan dan "ideal compression" yang berarti informasi dapat dikodekan dalam sistem fisik, kemudian diterjemahkan tanpa kesalahan.

Aksioma lain melibatkan kemampuan untuk membedakan state satu sama lain dan kemampuan pengukuran untuk menciptakan pure state.

"Mereka melakukannya. Sekarang pendekatan ini saya pikir segaris untuk menemukan prinsip fisika," kata Christopher Fuchs, fisikawan teoritis di Perimeter Institute.

"Apakah sederhana itu masuk akal adalah masalah selera," kata Časlav Brukner, fisikawan di University of Vienna di Wina Austria yang mengembangkan serangkaian aksioma alternatif.

Beberapa spekulasi kembali menuju teori kuantum untuk memecahkan masalah yang luar biasa dalam fisika seperti bagaimana menyatukan mekanika kuantum dan mekanika gravitasi.

"Jika Anda memiliki banyak formula dari teori yang sama, Anda lebih mungkin untuk memiliki hanya satu yang mengarah untuk fisika apa pun," kata Benjamin Schumacher, fisikawan teoritis dari Kenyon College di Gambier, Ohio.
Informational derivation of Quantum Theory

G. Chiribella, G. M. D'Ariano, and P. Perinotti

arXiv:1011.6451

Download dan Akses : http://arxiv.org/abs/1011.6451
Michael Westmoreland http://personal.denison.edu/~westmoreland/
Giulio Chiribella http://www.perimeterinstitute.ca/
Christopher Fuchs http://www.perimeterinstitute.ca/
Časlav Brukner http://homepage.univie.ac.at/caslav.brukner/caslav-brukner.html
Benjamin Schumacher http://physics.kenyon.edu/people/schumacher/schumacher.htm

Artikel Lainnya: