Uma resposta a uma questão física quântica fornecida pelo algoritmo Melvin revelou uma ligação oculta entre experimentos quânticos e o campo matemático da Teoria dos Grafos. Pesquisadores da Academia Austríaca de Ciências e da Universidade de Viena encontraram a profunda conexão entre a física quântica experimental e esta teoria matemática no estudo das soluções incomuns de Melvin, que está além da intuição humana. Eles agora relatam no jornal Cartas de revisão física .

Os fenômenos da física quântica são perfeitamente computáveis ​​- mas muitas vezes escapam à lógica humana. No futuro, seriam precisamente algoritmos de computador que poderiam dar uma contribuição decisiva para a solução de questões físicas quânticas, onde a lógica humana não vai mais longe, como foi demonstrado agora por Melvin. O algoritmo desenvolvido por pesquisadores da Academia Austríaca de Ciências (ÖAW) e da Universidade de Viena está, na verdade, sendo criado para o cálculo de soluções técnicas para experimentos físicos quânticos. Para uma pergunta geral feita no ano passado, Melvin forneceu uma solução que provou ser surpreendentemente prática - mas inicialmente completamente fora de sintonia com a intuição humana.

Sequência numérica notável

“A solução poderia ser implementada praticamente na forma de um experimento em laboratório, "confirma o físico quântico Mario Krenn do grupo de pesquisa da Anton Zeilinger, professor da Universidade de Viena e líder de grupo no Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica da Academia Austríaca de Ciências. "Mas no começo não entendemos como isso realmente funciona, "continua o pesquisador.

Na análise desta solução calculada por Melvin, os pesquisadores inicialmente tatearam no escuro. Até que surgiram com uma sequência notável de números conhecida apenas na chamada teoria dos grafos - uma área sofisticada da matemática que tem sido usada para descrever redes como a Internet ou redes neurais.

Novos métodos experimentais

A abordagem incomum, que teria permanecido escondido para os físicos quânticos, levou os cientistas a investigar melhor esta conexão. Como agora relatam no jornal Cartas de revisão física , existem grandes semelhanças entre a física quântica experimental e a teoria matemática dos grafos:se os métodos e o conhecimento da teoria dos grafos forem usados ​​para calcular e planejar um experimento quântico, é possível fazer afirmações muito precisas e inovadoras sobre os resultados. "As propriedades dos experimentos quânticos podem ser calculadas usando a teoria dos gráficos, e as questões da teoria dos grafos podem ser respondidas em experimentos quânticos, "explica Krenn. Desta forma, também é possível compreender a tecnologia quântica como um gráfico ou uma rede para explorar novas possibilidades experimentais.

Também para o físico quântico Anton Zeilinger esta ponte, descoberto graças a Melvin, é muito promissor:"Foi muito surpreendente ver que há uma nova e profunda conexão entre a física quântica e a matemática." Que potencial concreto esta descoberta possui, atualmente ainda não está para estimar. "É de se esperar, "diz Zeilinger, "que este conhecimento será importante para o desenvolvimento de ambas as áreas no futuro."