詩を通して量子物理学を説明する

• 詩人は、詩を通してトポロジカル量子コンピューターの法則を表現しようとします。
• この詩は、視覚構造と単語の選択の両方で量子物理学を翻訳しています。

詩は、意味論的および概念的な内容の代わりに、その美的品質のために言語が使用される微妙な形です。この言語は、聞き手と聴衆が一般的な散文とは異なると感じる方法で使用されます。

複雑な現象を探求し、他の方法では考えられないことを表現するために、詩はリズム、語順、改行、視覚的構造を使用します。詩人のほとんどが、高騰するワシや荒れ狂う海の頭の痛い描写に手を出すところ、エイミー・カタンツァーノは量子論から美しさを引き出します。

彼女は、量子論は、アイデアを表現するための言語の豊かさを提供する詩によって十分に説明できると信じています。感情を効果的に説明するために、彼女はイタリアの物理学者、ジュゼッペムサルドの助けを借りました。

量子スーパーコンピューターの詩

通常、量子論はあなたが世界で見ている論理に逆らいます。たとえば、量子物質が道路を移動して分岐点に到達した場合、必ずしも右または左の方向を選択する必要はありません。代わりに、両方のルートを同時に取ることができます。これは、他の従来のオブジェクトでは不可能です。量子の振る舞いを特徴づけるために、物理学者は厳密な数学的表現を使用しますが、これは私たち全員が理解するのが非常に難しいものです。

エイミー・カタンツァーノはこの問題の解決策を持っています。表現できない量子世界を正確に記述できる新しい言語またはツールを開発することです。彼女は、「World Lines：A Quantum Supercomputer Poem」というタイトルの新しい詩を書くことによって、この概念を実践しようとしました。トポロジカル量子コンピューターの法則を表しています。

彼女によると、詩的な言葉は人々の認識に挑戦し、形作ることができます。それは私たちの物理的な世界の基本的な概念に挑戦することができます。

4量子ビットのトポロジカル量子コンピューターの設計|クレジット：APS / Alan Stonebraker

彼女が書いた詩は、トポロジー量子機械の実現可能なアーキテクチャを表しています。 4キュービット（量子ビット）があり、それぞれにエニオンと呼ばれる2つの準粒子が含まれています。計算を実行するために、隣接するエニオンは特定の順序で交換されます。出力は、エニオンの重なり合うパスによって生成される、いわゆるノットとブレードにあります。

カタンツァーノの詩では、これらの織りエニオンは、互いに二分する4つの詩的な二行連句に置き換えられています。 2本の線の交点は、エニオンの結び目を連想させる言葉を共有しています。

出典：APS Physics

読者は、これらの結び目（白で表示されている単語）をパスの分岐点として見ることができます。テキストを順番に読むか、ここから別の行にジャンプすることができます（結び目単語）。パスが異なれば、特別な世界のブレードが生成され、結果も異なります。これは、量子コンピューターが行うことと非常によく似ています。

クォンタムスーパーコンピューターの詩|クレジット：APS / Alan Stonebraker

この詩は、視覚構造と単語の選択の両方で量子物理学を翻訳しています。カタンツァーノはこれを量子詩学と呼んでいます。

誰かが文学的な装置を使って物理学の概念を説明しようとしたのはこれが初めてではありません。物理学者は、昔から複雑な概念を単純化するために比喩を使用してきました。そのような例の1つは、「エンタングルメント」という言葉です。これは、互いに接続された2つの量子粒子の概念を説明するために使用されました。ただし、この比喩は多くの誤解を生みます。

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これまでのところ、量子物理学の法則を正確に捉えることができる効果的な言語は見つかりませんでした。現在、これは私たちが到達した中で最高です。