เว็บตรง เส้นใยที่เปลี่ยนสีได้ช่วยเผยความลึกลับของการทำงานของปม

กฎง่ายๆ ไม่กี่ข้อสามารถอธิบายได้ว่าทำไมนอตบางอันจึง เว็บตรง แข็งแกร่งกว่านอตอื่นๆ การตัดสินใจว่าจะผูกเงื่อนให้เหมาะสมหรือไม่นั้นต้องอาศัยความรู้ทางวิทยาศาสตร์มากกว่านี้

นอตบางอันแข็งแกร่งกว่าส่วนอื่น 

แต่นักวิทยาศาสตร์พยายามอธิบายว่าทำไม ด้วยความช่วยเหลือของเส้นใยที่เปลี่ยนสีได้ นักวิจัยได้พัฒนากฎทางคณิตศาสตร์ง่ายๆ ที่สามารถกำหนดความแข็งแรงสัมพัทธ์ของนอตต่างๆตามโทโพโลยีของนอตเท่านั้น – เรขาคณิตของการผูกปม

นักคณิตศาสตร์ประยุกต์ Vishal Patil จาก MIT กล่าวว่า “แม้ข้อเท็จจริงที่ว่า [นอต] จะอยู่มาหลายพันปีแล้ว แต่ยังไม่ค่อยมีใครรู้จักว่าทำไมพวกเขาถึงทำงานในลักษณะที่พวกเขาทำ”

เพื่อให้เข้าใจถึงปมที่ง่ายที่สุด Patil และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาเส้นใยที่เปลี่ยนสีด้วยเฉดสีที่เผยให้เห็นบริเวณที่มีความเครียดมากขึ้นและน้อยลงในเกลียวที่ผูกปม ความเครียดที่เห็นเป็นปมในเส้นใยเหล่านั้นเห็นด้วยกับความเครียดที่คำนวณในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของนักวิจัย ซึ่งยังประเมินความแข็งแรงสัมพัทธ์ของนอตต่างๆ อีกด้วย นักวิจัยรายงานในวันที่ 3 มกราคมวิทยาศาสตร์ ทีมงานใช้เทคนิคการจำลองดังกล่าวเพื่อทำนายความแข็งแรงสัมพัทธ์ของนอตที่ซับซ้อนกว่าที่เรียกว่าโค้ง ซึ่งเชื่อมต่อเชือกสองชิ้นแยกกัน

พาทิลและเพื่อนร่วมงานพบว่าลักษณะสามประการสามารถอธิบายความแข็งแกร่งของปมได้ ประการแรก ยิ่งเกลียวไขว้กันมากเท่าไหร่ ปมก็จะยิ่งแข็งแรงมากขึ้นเท่านั้น และการบิดเกลียวของเกลียวขณะที่ไขว้กันก็มีบทบาทเช่นกัน: หากเกลียวเกลียวไปในทิศทางตรงกันข้าม เกลียวจะสมดุลและล็อคปมให้เข้าที่ สุดท้าย หากเกลียวเกลียวที่อยู่ติดกันเลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อปมแน่น ปมก็จะแข็งแรงขึ้นเช่นกัน

กฎคาดการณ์เฉพาะความแรงสัมพัทธ์ของแต่ละนอต ซึ่งหมายความว่านอตหนึ่งมีความแข็งแรงกว่านอตอื่น ไม่ใช่ความแข็งแรงโดยรวม เพื่อที่นักวิจัยจะต้องพิจารณารายละเอียดต่างๆ เช่น ลักษณะของเชือกหรือเส้นใยที่ใช้ผูกปม

ถึงกระนั้น ผลลัพธ์ที่ได้ก็อธิบายได้ เช่น เหตุใดนอตสี่เหลี่ยมจึงแข็งแรงกว่าปมที่คล้ายกันที่เรียกว่าปมยาย ซึ่งขึ้นชื่อว่าทำให้เกิดเชือกผูกรองเท้า หลวม ( SN: 4/11/17 ) โบว์ย่ามมีเกลียวที่ไม่สมดุลซึ่งแตกต่างจากปมสี่เหลี่ยม – และนั่นอาจทำให้คุณสะดุดได้

Google อ้างสิทธิ์เหนือกว่าควอนตัมในปี 2019 — และจุดชนวนให้เกิดความขัดแย้ง

ผู้เข้าแข่งขันต่างตั้งคำถามว่าบรรลุเป้าหมายแล้วจริงหรือไม่เช่นเดียวกับแมวของชโรดิงเงอร์ การอ้างสิทธิ์ของควอนตัมสูงสุดในปี 2019 ดูเหมือนว่าจะมีชีวิตอยู่และตายไปพร้อม ๆ กัน ต้องขอบคุณกฎของกลศาสตร์ควอนตัม แมวในตำนานครอบครองสองสถานะที่ขัดแย้งกันในคราวเดียว และเช่นเดียวกันนี้กับความก้าวหน้าของควอนตัมที่โดดเด่นที่สุดในปีนี้

ในเดือนตุลาคม นักวิจัยจาก Google อ้างว่าได้บรรลุหลักชัยที่เรียกว่าควอนตัมสูงสุด พวกเขาได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกที่สามารถทำการคำนวณที่เป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์มาตรฐาน แต่นักวิจัยของ IBM โต้แย้งว่า Google ไม่ได้ทำอะไรเป็นพิเศษ การปะทะกันเน้นย้ำถึงความสนใจในเชิงพาณิชย์อย่างเข้มข้นในการคำนวณควอนตัม เนื่องจากบริษัทต่าง ๆ ต่างแย่งชิงตำแหน่งแถวหน้าของวงการ

นักฟิสิกส์ควอนตัม Simon Devitt จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซิดนีย์กล่าวว่า “เห็นได้ชัดว่าเป็นการแข่งขันที่น่ารำคาญ

ตัวอย่างเช่น IBM ได้ทำให้ฟลีทคอมพิวเตอร์ควอนตัม 14 เครื่องสามารถเข้าถึงได้ผ่านระบบคลาวด์ ที่ใหญ่ที่สุดมี 53 qubits ซึ่งเป็นเวอร์ชันควอนตัมของบิตที่พบในคอมพิวเตอร์ทุกวัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมล่าสุดของ Google, Sycamore, ยังมี 53 qubits ในบรรดาบริษัทอื่น ๆ ที่แย่งชิงส่วนแบ่งของการกระทำควอนตัม ได้แก่ Intel, Microsoft และ บริษัท จีนอาลีบาบาและ Baidu

ในที่สุด บริษัทเหล่านั้นคาดหวังว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทิ้งคอมพิวเตอร์มาตรฐานไว้กับปัญหาต่างๆ เช่น การค้นหาฐานข้อมูล การคำนวณทางเคมี และงานการเรียนรู้ด้วยเครื่อง และวันหนึ่ง อาจเป็นทศวรรษต่อจากนี้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตหลายล้านตัวอาจบ่อนทำลายเทคนิคการเข้ารหัสที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยพิจารณาจากการ แยกตัวประกอบตัวเลขจำนวนมาก ( SN: 7/8/17 & 7/22/17, p 28 )

ใครก็ตามที่มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีพลังเพียงพอสามารถขโมยหมายเลขบัตรเครดิตและข้อมูลสำคัญอื่น ๆ ที่ส่งทางอินเทอร์เน็ตได้ ด้วยเหตุนี้ เราอาจต้องใช้เทคนิคควอนตัมใหม่เพื่อรักษาข้อมูลของเราให้ปลอดภัย ( SN: 10/15/16, p. 13 ) เว็บตรง