Кубик Рубика часто мелькает в фильмах, чтобы показать, что человек, который его собирает, достаточно умен. Дело в том, что эта головоломка очень сложная и запутанная, поэтому решить ее может только гений.
Однако для группы физиков из Колорадского университета в США головоломка оказалась слишком простой. Поэтому они изобрели квантовый кубик Рубика. Об этом пишет IFLScience.
Каждый цвет классического кубика Рубика ученые заменили определенными квантовыми частицами. Все частицы одного цвета разные, в то время как различные цвета можно отличить друг от друга.
Авторы отметили, что любую часть нового кубика можно решить за три хода, однако все его стороны могут как двигаться, так и не двигаться. Помимо прочего, команда сократила количество очевидных возможных ходов всего до двух: поворот по оси z и поворот по оси x. Другие ходы можно построить с помощью различных комбинаций из них.
В обычном кубике Рубика три на три существует 43 квинтиллиона возможных вариантов сборки. Тем не менее, многие люди могут собрать его за несколько секунд — мировой рекорд составляет всего 3,13 секунды. У квантовой головоломки бесконечное количество возможных состояний. Но значит ли это, что ее нельзя решить? Не совсем.
Ученые рассказали, что существует два способа решения головоломки. Первый — просто измерить, в каком состоянии находится частица, и понять, двигалась она или нет. Это разрушит суперпозицию (фундаментальный принцип квантовой механики, который позволяет квантовой частице или системе находиться сразу в нескольких состояниях) и заставит ее вести себя как обычная грань куба.
Второй вариант — создать свой куб из определенных частиц, например, фермионов. Этим термином называют частицы с полуцелыми значениями спина, то есть значением момента количества движения, которое может иметь частица.
В таком случае любой ход будет поддерживать головоломку в состоянии с наименьшей энергией. «Такое ограничение привело бы к дискретному (но большому) пространству состояний. Поскольку и пространство состояний, и набор действий конечны, эти версии головоломок могут быть сопоставлены с классическими головоломками», — заключили физики.
Ранее в Японии создали самый маленький кубик Рубика.