Quantum Rubikova kocka: Nova dimenzija klasičnog izazova
U svijetu filmova i televizije, uobičajen je motiv da se likovi sa iznimnom inteligencijom prikazuju kako rješavaju Rubikovu kocku. Ova popularna zagonetka smatra se toliko složenom da samo genijalci mogu uspješno riješiti njezine zamke. Međutim, nekolicina fizičara i matematičara s Sveučilišta Colorado Boulder odlučila je pokazati da klasično izazov nije dovoljna i odlučili su stvoriti kvantnu verziju Rubikove kocke.
Što čini kvantnu Rubikovu kocku posebnom?
Prema nedavno objavljenom radu (još uvijek nepeer-reviewiranom), autori objašnjavaju kako će zamijeniti klasične dijelove kocke kvantnim česticama.
- Sve plave dijelove zamijenit će identične kvantne čestice, a isto će učiniti sa svim drugim bojama.
- Čestice iste “boje” bit će nedvojbene, dok će čestice različitih boja biti lako razlikovane.
Ova kvantna verzija zagonetke omogućava jedinstveno rješavanje problema, gdje se dijelovi kocke mogu pomjerati ili ne pomjerati istovremeno – to je ono što čini kvantnu Rubikovu kocku tako fascinantnom.
Kako se igra?
Prema istraživanju, osnovne poteze moguće je svesti na samo dva: rotaciju oko z-osi i rotaciju oko x-osi. Sve ostale kombinacije mogu se izgraditi koristeći te dvije osnovne rotacije. “Bilo koja mješavina ove zagonetke može se riješiti u najviše tri poteza,” bilježe istraživači. Iako ovo izgleda jednostavno, kvantna kocka može otkriti izvanredno složenije postavke.
Zašto je kvantna Rubikova kocka izazovnija?
Kao što su istraživači primijetili, kada je kocka u kvantnom obliku, postoji mogućnost da se postavke isprepletu do beskonačnog broja stanja. “Mogu vam dati zagonetku koja zahtijeva 20 milijuna poteza za rješavanje,” naglašava Noah Lordi, doktorand fizike i jedan od autora rada. Ova kompleksnost čini kvantnu Rubikovu kocku potpuno drugačijom od tradicionalnih permutacijskih zagonetki.
Je li kvantna Rubikova kocka nerješiva?
Iako se čini da ova kocka može stvoriti beskrajne zamke, to ne znači da je potpuno nerješiva. Postoje dva načina rješavanja:
- Mjeriti stanje čestica: Ovim mjerenjem dolazi do kolapsa superpozicije, što česticu prisiljava da se ponaša kao obična kocka.
- Postaviti igru koristeći specijalne čestice: Na primjer, koristeći identične fermione, svaki potez zadržava kocku u stanju najniže energije.
Zaključak
Kvantna Rubikova kocka otvara vrata novim i fascinantnim pristupima tradicionalnim zagonetkama. S beskrajnim brojem stanja i jedinstvenim pristupima rješavanju, ona umnogome nadmašuje svoju klasičnu verziju. Ova nova dimenzija igre zasigurno će privući pažnju fizičara, matematičara i ljubitelja zagonetki širom svijeta. Tako, iako se čini da Rubikova kocka ne može biti jednostavna, kvantna verzija pokazuje da su izazovi tek na vidiku.
