纯数学和算法理论相交的证明将“量子纠缠”提升到一个全新的水平。
《自然》杂志的一篇文章中的“我拉屎”一词无价。 是的，这是意想不到的结果，自然使自由。 （来自翻译人员）
量子纠缠是新的数学证明的核心来源：Victor De Schwanberg / Science Photo Library爱因斯坦（Albert Einstein）曾经指出，量子力学应该允许两个物体即使在很远的距离处也能相互影响，称这种现象为
“神秘的远距离作用” [1]。 他去世数十年后，实验证实了这种现象的存在，但目前尚不清楚自然界中物体如何协调。 五名研究人员说，他们找到了从理论上讲不可能得到答案的事实的理论依据。
团队在arXiv预印存储库[2]上发布的165页文章尚未进行审查。 如果结果得到证实，他将立即解决一整套与纯数学，量子力学以及算法复杂性理论有关的问题。 有趣的是，他将回答一个已经解决了40多年的数学问题。
荷兰德尔福特工业大学的理论物理学家斯蒂芬妮·沃纳（Stephanie Werner）说，如果证明得到证实，那将是“超级美丽的结果”。
本文的核心是关于算法有效性的算法复杂性定理。 先前的工作表明，该任务在数学上等同于神秘的远程作用问题-也称为量子纠缠。
该定理描述了博弈论中的一个问题，其中两个玩家组成的团队可以使用量子纠缠来协调其行为，但不能彼此交谈。 与经典情况相比，量子纠缠使玩家能够赢得更多的胜利。 新作品的作者认为，玩家根本无法计算出最佳的游戏策略。 因此，不可能计算出它们在理论上可以达到的协调程度。 加州理工学院的合著者托马斯·维迪克（Thomas Widik）说：“没有任何一种算法可以告诉您量子力学最大程度地违反了经典极限。
伦敦大学学院量子信息理论专家托比·库比特（Toby Kubitt）说：“最令人惊奇的是，算法复杂性的量子理论成为证明的关键。”
自1月14日文章发表以来，有关该文章的新闻迅速在社交网络上传播了一波热情。 新加坡初创公司Horizon Quantum Computing执行董事
约瑟夫·菲茨西蒙斯（Joseph Fitzsimons）发推文说： “我认为这个问题将是花了数百年才能解决的问题之一。”
另一位物理学家 ，维也纳奥地利科学院的MateusAraújo
评论说： “我在这里擦砖块。” “我从没想过我会看到这个问题的解决方案。”
观察特性
从纯数学的角度来看，这个问题被称为Conn的投资任务，以纪念法国数学家和Fields奖获得者Alan Conn。 这是算子理论中的一个问题，算子理论本身是在1930年代起源于为量子力学建立基础的尝试而兴起的。 运算符是数字矩阵，可以具有有限或无限数量的行和列。 它们在量子理论中起着关键作用，在量子理论中，算符定义了物理对象的可观察特性。
在1976年的一篇文章[3]中，康恩使用运算符的语言提出了一个问题：具有无限数量的可测量量的量子系统是否可以由具有有限数量的量的简单系统近似地描述。
但是Vidik及其合作者的文章证明了答案是否定的：原则上，量子系统可以存在，有限的系统无法大致描述。 根据物理学家鲍里斯·特雷尔森[Boris Tsirelson [4]]的工作，他改革了这个问题，这也意味着不可能计算出两个这样的系统会表现出的相关程度，这是令人困惑的。
不同地区
该证明令整个社区感到意外：“我确信Cirelson的问题应该得到肯定的答案，”Araújo在评论中写道，并补充说，这一结果削弱了他对“自然在某些方面从根本上来说是有限的”的信念。
但是研究人员才开始意识到结果的所有后果。 量子纠缠是量子计算和量子通信新兴领域的核心，可用于创建超安全网络。 特别是，测量消息系统中纠缠对象之间的相关程度可以提供侦听网络可靠性的证据。 但是，正如金星所说，新结果不太可能对这项技术产生影响，因为所有实际应用都使用有限量子系统。 她说，实际上，甚至很难想象检查无限系统的量子奇异性的实验是什么样子。
复杂性理论，量子信息和数学的结合意味着只有少数科学家可以吹嘘他们了解新文章的所有方面。 康恩本人告诉《自然》杂志，他没有资格发表评论。 但是他还补充说，他对这一结果带来的后果感到惊讶。 “这个问题如此深刻，真是令人惊讶，我无法想象！”
文学作品
[1]爱因斯坦，A。，波多尔斯基，B。和罗森，N。物理学。 版本号 47，777（1935）。
[2] Ji，Z.，Natarajan，A.，Vidick，T.，Wright，J.＆Yuen，H.
https://arxiv.org/abs/2001.04383（2020 ）。
[3]
Connes，A。Ann。 数学 104，73–115（1976）。[4]
Tsirelson，B。Hadronic J. Suppl。 4，329-345（1993）。来自翻译
我强烈建议您阅读
Scott Aaronson的有关此结果的文章，它有很多细节，
评论特别有用。
关于Zirelson问题，还有一个非常有趣的
演示 ，其中对任务本身进行了详细的考虑。
最后，如果您想观看我试图弄清楚如何进行科学推特的尝试，欢迎： @hbar_universe 。