一个243年前开发的数学问题只能通过使用量子纠缠来解决

　　一项新的研究发现， 一个243年前开发的数学问题只能通过使用量子纠缠来解决。数学问题有点像类固醇上的数独。它被称为欧拉的军官问题，以 1779 年首次提出该问题的数学家莱昂哈德·欧拉 (Leonhard Euler) 的名字命名。谜题如下：你正在指挥一支拥有六个团的军队。每个团包含六个不同级别的六个不同军官。你能把它们排列在一个 6×6 的方格中，而不在任何给定的行或列中重复军衔或团吗？

　　欧拉找不到这样的安排，后来的计算证明没有解。事实上，1960 年发表在《加拿大数学杂志》上的一篇论文利用计算机新发现的能力表明 6 是不存在这种排列的 2 上的一个数。

　　不过现在，研究人员已经找到了解决欧拉问题的新方法。正如Quanta 杂志的 Daniel Garisto报道的那样，发布到预印本数据库arXiv的一项新研究发现，您可以在一个网格中排列六个不同级别的六个军官的六个团，而不会在任何行或列中重复任何级别或团超过一次……如果军官处于量子纠缠状态。

　　该论文已提交给《物理评论快报》杂志以供同行评审，它利用了量子物体在被测量之前可以处于多种可能状态这一事实。（众所周知，薛定谔的猫思想实验证明了量子纠缠，在这个实验中，一只猫被困在一个装有放射性毒药的盒子里；在你打开盒子之前，这只猫既死又活。）

　　在欧拉的经典问题中，每个军官都有一个静态团和军衔。例如，他们可能是红团的中尉，也可能是蓝团的上尉。(颜色有时用于可视化网格，以便于识别团。)

　　但是一个量子军官可能同时占据不止一个团或军衔。一名军官可以是红团中尉，也可以是蓝团队长；绿团少校或紫团上校。(或者，理论上，任何其他组合。)

　　用这个身份开关解决欧拉问题的关键是网格上的官员可以处于量子纠缠状态。在纠缠中，一个物体的状态通知另一个物体的状态。如果1号军官实际上是红团的少尉，2号军官必须是绿团的少校，反之亦然。

　　由波兰贾吉隆尼大学博士后研究员亚当·伯查特领导的这篇新论文的作者利用强力计算机的力量，证明了用量子官员填充网格使解决方案成为可能。这项研究的合著者、印度马德拉斯理工学院的物理学家苏海尔·拉瑟告诉《量子杂志》，令人惊讶的是，这种纠缠有自己的模式。军官只和比自己低一级或高一级的军官纠缠，团也只和邻近的团纠缠。

　　据《量子杂志》报道，这些结果可能会对量子数据存储产生真正的影响。纠缠态可以用于量子计算，以确保即使在出错的情况下数据也是安全的——这一过程被称为量子纠错。通过将36名量子官员纠缠在相互依赖的关系中，研究人员发现了所谓的绝对最大纠缠状态。这种状态对于量子计算中的弹性数据存储非常重要。

　　您可以在Quanta Magazine中阅读所有关于不可能的问题的解决方案。