คอมพิวเตอร์คลาสสิกโอบรับแนวคิดควอนตัม

คอมพิวเตอร์คลาสสิกโอบรับแนวคิดควอนตัม

เครดิตฟรี

สักวันหนึ่ง คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจสามารถแก้ปัญหาการปรับให้เหมาะสมที่ซับซ้อนได้ ขุดชุดข้อมูลขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว จำลองการทดลองทางฟิสิกส์ที่ต้องใช้เครื่องเร่งอนุภาคมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ในปัจจุบัน และทำงานอื่น ๆ อีกมากมายให้สำเร็จนอกเหนือจากขอบเขตของคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน นั่นคือถ้าพวกเขาเคยสร้างมา แต่ถึงแม้ความท้าทายทางเทคนิคที่น่าหวาดหวั่นจะทำให้ความฝันต้องตกต่ำ นักทฤษฎีก็กำลังนำแนวคิดและเทคนิคของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาใช้ในการแก้ปัญหาเชิงลึกและยาวนานในด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ คณิตศาสตร์ และการเข้ารหัสแบบคลาสสิก

สล็อต

“มีการโต้เถียงกันค่อนข้างมากว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะถูกสร้างขึ้นจริงหรือไม่” Chris Peikert นักเข้ารหัสและนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียกล่าว “แต่นั่นเป็นคำถามที่แยกจากกันว่าเทคนิคควอนตัมหรืออัลกอริธึมควอนตัมสามารถช่วยคุณแก้ปัญหาในรูปแบบใหม่ได้หรือไม่”
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวคิดควอนตัมได้ช่วยให้นักวิจัยพิสูจน์ความปลอดภัยของแผนการเข้ารหัสข้อมูลที่มีแนวโน้มว่าจะมีความหวัง ซึ่งเรียกว่า cryptosystems ที่ใช้ตาข่าย ซึ่งบางแอปพลิเคชันสามารถปกปิดข้อมูลที่ละเอียดอ่อนของผู้ใช้ เช่น DNA แม้กระทั่งจากบริษัทที่ประมวลผล การพิสูจน์การคำนวณด้วยควอนตัมยังนำไปสู่สูตรสำหรับความยาวขั้นต่ำของรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดซึ่งเป็นการป้องกันความเสียหายของข้อมูล
แนวคิดควอนตัมยังเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดผลทางทฤษฎีที่สำคัญจำนวนหนึ่ง เช่นการหักล้างอัลกอริธึมเก่าและผิดพลาดซึ่งอ้างว่าสามารถแก้ปัญหาพนักงานขายการเดินทางที่ยากลำบากที่มีชื่อเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งถามถึงวิธีค้นหาเส้นทางที่เร็วที่สุดผ่านเมืองต่างๆ
Oded Regev นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก กล่าวว่า “ถ้ามันเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว มันคงเป็นเรื่องบังเอิญ แต่มีหลายครั้งที่เรา ‘คิดเชิงควอนตัม’ และคิดหาข้อพิสูจน์”
ชุดรูปแบบที่เกิดซ้ำนี้ทำให้นักวิจัยบางคนโต้แย้งว่าการคำนวณควอนตัมไม่ใช่สาขาย่อยลึกลับของวิทยาการคอมพิวเตอร์ แต่เป็นลักษณะทั่วไปของการคำนวณแบบคลาสสิกในลักษณะเดียวกับที่รูปหลายเหลี่ยมมีลักษณะทั่วไปของรูปสามเหลี่ยม เช่นเดียวกับที่รูปหลายเหลี่ยมสามารถมีด้านจำนวนเท่าใดก็ได้ ในขณะที่สามเหลี่ยมมีเพียงสามด้านเท่านั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถดำเนินการแทนด้วยตัวเลขใดๆ (บวกหรือลบ จริงหรือจินตภาพ) ในขณะที่การดำเนินการบนคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกจะใช้เฉพาะจำนวนจริงที่ไม่เป็นลบเท่านั้น
ในกรณีทั่วไป แนวคิดควอนตัมเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการพัฒนาการพิสูจน์การคำนวณแบบคลาสสิกที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น “มีปัญหาคลาสสิกจำนวนหนึ่งที่ไม่เกี่ยวกับควอนตัม แต่ที่วิเคราะห์ได้ง่ายที่สุดโดยการสรุปในระดับควอนตัม พิสูจน์บางสิ่งบางอย่างโดยใช้ทฤษฎีข้อมูลควอนตัม และปรับผลลัพธ์ให้อยู่ในระดับคลาสสิก” โรนัลด์เดอกล่าว Wolf นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีที่ Dutch Center for Mathematics and Computer Science
ปัจจุบัน คาดว่าน้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ของนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีศึกษาการคำนวณควอนตัม แต่นักวิจัยกล่าวว่าความสำเร็จล่าสุดจาก “การคิดเชิงควอนตัม” ทำให้นักทฤษฎีจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อทำความเข้าใจฟิสิกส์ของพวกเขา Scott Aaronson นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าวว่า “ผลพลอยได้จากการคำนวณควอนตัมที่โดดเด่นเหล่านี้ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์คลาสสิกให้เรียนรู้บางอย่างเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม
เป้าหมายของการคำนวณด้วยควอนตัมคือการควบคุมพฤติกรรมแปลกประหลาดของอนุภาคในระดับควอนตัมเพื่อทำการคำนวณที่ไม่เชื่อว่าจะทำได้กับคอมพิวเตอร์ทั่วไป คอมพิวเตอร์ทั่วไปเก็บข้อมูล “บิต” ในทรานซิสเตอร์ ซึ่งสามารถกำหนดค่าได้เช่นเดียวกับสวิตช์ในสถานะใดสถานะหนึ่งจากสองสถานะ แทนด้วย “1” หรือ “0” คอมพิวเตอร์ควอนตัมเก็บ “qubits” ของข้อมูลในอนุภาคย่อย เช่น อิเล็กตรอนหรือโฟตอน ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะ 1 หรือ 0 หรืออยู่ในสถานะซ้อนทับของทั้งสองสถานะ และสามารถเข้าไปพัวพันกันได้ ดังนั้นสถานะ หนึ่ง qubit กำหนดสถานะของอีกอันหนึ่ง
การทับซ้อนและความพัวพันทำให้ qubits มีพฤติกรรมแตกต่างจากบิตอย่างมาก ในขณะที่วงจรสองบิตในคอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถอยู่ในสถานะที่เป็นไปได้เพียงหนึ่งในสี่เท่านั้น (0 และ 0, 0 และ 1, 1 และ 0, หรือ 1 และ 1) คู่ของ qubits สามารถเป็นการรวมกันของทั้งสี่ . เมื่อจำนวน qubits ในวงจรเพิ่มขึ้น จำนวนสถานะที่เป็นไปได้ และทำให้ปริมาณข้อมูลที่อยู่ในระบบเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเพียงไม่กี่ร้อย qubits จะสามารถแก้ปัญหาบางอย่างได้เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
ปัญหาเดียวคือไม่มีใครสามารถสร้างวงจรควอนตัมที่มี qubits มากกว่าที่คุณสามารถวางใจได้ด้วยมือทั้งสองข้าง Chris Lirakis นักฟิสิกส์ในกลุ่มคำนวณควอนตัมตัวนำยิ่งยวดที่ IBM Research อธิบายว่าเพื่อป้องกันไม่ให้ระบบควอนตัมยุบตัว ระบบจะต้องถูกแยกออกและทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ ในเวลาเดียวกัน คิวบิตต้องเว้นระยะห่างกันประมาณหนึ่งเซนติเมตรเพื่อป้องกันไม่ให้การดำเนินการกับคิวบิตหนึ่งเปลี่ยนสถานะของคิวบิตที่อยู่ใกล้เคียง ความท้าทายนี้จะทำให้ระบบหนึ่งพันคิวบิตใหญ่เกินกว่าจะพอดีกับตู้เย็นประเภทต่าง ๆ ที่สามารถบรรลุการระบายความร้อนที่รุนแรงได้
Lirakis กล่าวว่า “มีความท้าทายด้านวิศวกรรมที่จริงจังมากมายที่ต้องแบกรับเพื่อให้ระบบสามารถปรับขนาดได้ “เป็นการชักเย่อระหว่างประเด็นต่างๆ เหล่านี้”
Regev ซึ่งทำงานร่วมกับ Peikert ในการใช้แนวคิดควอนตัมเพื่อพิสูจน์ความปลอดภัยของ cryptosystems ที่ใช้ตาข่ายกล่าวว่าเขาหวังว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะถูกสร้างขึ้นในช่วงชีวิตของเขาเพื่อให้เขาได้เห็นการทำงานจริง “แต่ควอนตัมสร้างผลกระทบอย่างใหญ่หลวง แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะไม่เคยสร้างมาก่อน ฉันก็ไม่สนใจมากเกินไป” เขากล่าว
เมื่อเทคนิคควอนตัมเป็นที่นิยมมากขึ้นในหมู่นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ พวกเขาน่าจะให้ผลลัพธ์ที่คลาสสิกมากกว่า Aaronson กล่าวว่า “ผลลัพธ์เหล่านี้ทำให้ฉันเชื่อว่าแม้ว่าจักรวาลจะไม่ใช่กลไกควอนตัม” Aaronson กล่าว “ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ก็จะได้คิดค้นการคำนวณควอนตัมเป็นเครื่องมือพิสูจน์”
Zvi Bern กำลังขี่สตรีคแห่งชัยชนะที่เหมาะสมกับฉลามโป๊กเกอร์ในเวกัสมากกว่านักฟิสิกส์อนุภาคเชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส เขามีชื่อเสียงในด้านการพนันเพื่อนร่วมงานที่เขาสามารถคำนวณพฤติกรรมของแรงโน้มถ่วงที่มีความแม่นยำเพิ่มขึ้น อนุภาคสมมุติฐานที่เชื่อว่าจะถ่ายทอดแรงโน้มถ่วง เดิมพันแต่ละครั้งคือไวน์ชั้นดี ในทางตรงกันข้าม คอลเลคชันไวน์ของเบิร์นเติบโตขึ้นเรื่อยๆ
“โชคไม่ดี ที่ฉันแพ้การเดิมพันเหล่านี้” Kelly Stelleศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์อนุภาคที่ Imperial College London และคู่ต่อสู้ประจำของ Bern กล่าว การสูญเสียแต่ละครั้งมีรางวัลชมเชยอย่างไรก็ตาม ขณะที่เบิร์นและทีมของเขาดึงเอาการคำนวณที่ซับซ้อนมากขึ้น โอกาสที่พวกเขามีกรอบของทฤษฎีการทำงานของแรงโน้มถ่วงควอนตัมซึ่งจะอธิบายแหล่งที่มาของขนาดควอนตัมของแรงที่ทุ่งดาวเคราะห์ไปยังดาวฤกษ์และช่วยให้เท้าบนพื้นดิน

สล็อตออนไลน์

“ผมบอกเขาเสมอว่าเขาไม่แพ้” เบิร์นกล่าว
นักฟิสิกส์ได้ค้นหาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมเป็นเวลา 80 ปี แม้ว่าแรงโน้มถ่วงจะอ่อนแอเกินกว่าจะตรวจจับได้ แต่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เชื่อว่าอนุภาคเหล่านี้ท่องไปในอาณาจักรควอนตัมเป็นกลุ่มๆ และพฤติกรรมของพวกมันจะทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงในระดับมหภาค เช่นเดียวกับที่แสงเป็นผลกระทบในระดับมหภาคของอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอน แต่ทุกทฤษฎีที่เสนอเกี่ยวกับพฤติกรรมของอนุภาคแรงโน้มถ่วงต้องเผชิญกับปัญหาเดียวกัน: เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด มันไม่สมเหตุสมผลในเชิงคณิตศาสตร์ การคำนวณปฏิสัมพันธ์ของกราวิตันอาจดูเหมือนใช้ได้ผลในตอนแรก แต่เมื่อนักฟิสิกส์พยายามทำให้มันแม่นยำยิ่งขึ้น พวกเขาก็มักจะพูดพล่อยๆ ซึ่งเป็นคำตอบของ “อนันต์” “นี่คือโรคของแรงโน้มถ่วงเชิงปริมาณ” สเตลกล่าว
แต่ตอนนี้ เบิร์นกำลังวางเดิมพันครั้งใหญ่กับทฤษฎีที่ครั้งหนึ่งเคยถูกกีดกันซึ่งเรียกว่า supergravity ซึ่งมีอนุภาคที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงแบบใหม่ที่สะท้อนผลกระทบของแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงยิ่งยวดซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1970 ได้รับการสันนิษฐานว่าต้องทนทุกข์ทรมานจากปัญหาอนันต์ ซึ่งอาจบ่งชี้ว่าทฤษฎีนี้มีข้อบกพร่องทางคณิตศาสตร์ แต่การคำนวณนั้นยากมากจนไม่มีใครสามารถรู้ได้อย่างแน่นอน – “จนกระทั่งเบิร์นและเพื่อนๆ ของเขาเข้ามา” สเตลกล่าว เบิร์นและทีมของเขาใช้เครื่องมือและทางลัดที่เพิ่งค้นพบในการคำนวณปฏิกิริยาโน้มถ่วงเหล่านี้ด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แทนที่จะระเบิดขึ้น ทฤษฎียังคงมีเหตุผล
แรงโน้มถ่วงยิ่งยวดนั้นไม่สามารถอธิบายธรรมชาติได้อย่างแน่นอน เพราะมันถูกออกแบบมาสำหรับโลกทฤษฎีที่มีความสมมาตรมากกว่า แต่ถ้าทฤษฎีนี้ยังคงอยู่ในการเดิมพันปัจจุบันของเบิร์นกับสเตล ก็สามารถช่วยให้นักฟิสิกส์มีโครงที่พวกเขาต้องการเพื่อสร้างทฤษฎีที่สมจริงมากขึ้น “หมายความว่าแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดมีโครงสร้างที่พิเศษมาก” เบิร์นกล่าว “ฉันเชื่อว่ามันจะเป็นกุญแจสำคัญในการไขทฤษฎีแรงโน้มถ่วง”
การคำนวณของเบิร์นเป็นส่วนหนึ่งของแรงผลักดันที่ใหญ่กว่าเพื่อทำความเข้าใจธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงทั้งหมด เขาจัดการกับแรงโน้มถ่วงจำนวนหนึ่งที่ชนกัน แต่ทฤษฏีสุดท้ายของแรงโน้มถ่วงควอนตัมก็ต้องเข้าใจกลุ่มก้อนใหญ่ที่ประกอบเป็นหลุมดำด้วยเช่นกัน ปริศนาแนวความคิดที่ลึกซึ้งซึ่งเกิดขึ้นจากหลุมดำชี้ให้เห็นว่าทฤษฎีที่แท้จริงต้องการมุมมองใหม่ที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในจักรวาล ซึ่งอวกาศและเวลาเป็นเพียงภาพลวงตา แนวทางทางเลือกหนึ่งใช้ประโยชน์จากแอมพลิทูเฮดรอนซึ่งเป็นวัตถุที่ทำให้การคำนวณปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคบางอย่างง่ายขึ้น และสามารถช่วยให้นักฟิสิกส์ไขปริศนาบางอย่างได้
“เรากำลังมาถูกทางแล้ว” สตีฟ กิดดิงส์ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารา ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญชั้นนำด้านความขัดแย้งของหลุมดำกล่าว “เราสามารถเห็นโครงร่างของหลุมดำในการคำนวณ”
โกอิ้งควอนตัม
อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ตั้งทฤษฎีว่าแรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากเส้นโค้งในอวกาศและเวลา เมื่อผ้าในกาลอวกาศยืดออกภายใต้น้ำหนักของของหนัก วัตถุขนาดเล็กจะตกลงมาทางพวกเขา ทฤษฎีของไอน์สไตน์ใช้การอธิบายแรงโน้มถ่วงในระดับมหภาคได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยที่แอปเปิลตกลงสู่พื้นและโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ แต่เมื่อสมการของเขาในการคำนวณผลลัพธ์ของปฏิกิริยาโน้มถ่วงถูกนำไปใช้กับระลอกคลื่นที่เล็กที่สุดในโครงสร้างกาลอวกาศ — การรวมกลุ่มของพลังงานที่เรียกว่ากราวิตอน — การคำนวณจะยุ่งเหยิง “แรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ถูกปนเปื้อนด้วยความไม่มีที่สิ้นสุด” สเตลกล่าว
ปัญหาคือว่ากราวิตันสามารถโต้ตอบในทางทฤษฎีได้หลายวิธี นักฟิสิกส์คำนวณ “แอมพลิจูดของการกระเจิง” ตัวเลขที่แสดงถึงความน่าจะเป็นของผลลัพธ์ต่างๆ ของการปฏิสัมพันธ์ของอนุภาค โดยการวาดภาพด้วยวิธีต่างๆ ที่อนุภาคสามารถเปลี่ยนหรือสับเปลี่ยนระหว่างการโต้ตอบ จากนั้นจึงสรุปความน่าจะเป็นของภาพวาดต่างๆ (รูปภาพนี้เรียกว่า “ไดอะแกรมไฟน์แมน” ตามชื่อริชาร์ด ไฟน์แมน นักประดิษฐ์ของพวกเขา) ไม่น่าจะเป็นไปได้ ไดอะแกรมที่ซับซ้อนมีจำนวนมากกว่าแบบตรงไปตรงมา ซึ่งหมายความว่าการคำนวณแอมพลิจูดแบบกระเจิงสำหรับระดับความแม่นยำใหม่แต่ละระดับต้องใช้การวาดไดอะแกรม Feynman แบบทวีคูณและแก้สูตรทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นอย่างมากมาย ในบางกรณี สูตรเหล่านี้ลดความซับซ้อนลงอย่างเรียบร้อย สำหรับปฏิกิริยาของกราวิตันตามที่กำหนดโดยสมการของไอน์สไตน์ จะไม่เป็นเช่นนั้น
แรงโน้มถ่วงยิ่งยวดพยายามช่วยด้วยการเพิ่ม “สมมาตรยิ่งยวด” ใหม่ให้กับทฤษฎีของไอน์สไตน์ เช่นเดียวกับกระจกเงา สิ่งเหล่านี้กำหนดว่าหากมีอนุภาคชนิดใดชนิดหนึ่งอยู่ มันก็จะเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม ในทฤษฎีที่แตกต่างที่เรียกว่าN = 8 supergravity ซึ่งมีแปดเท่าดังกล่าว อนุภาคภาพสะท้อนในกระจกใหม่ช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถยกเลิกส่วนที่ยากกว่าบางส่วนของสูตรได้ วิธีนี้ใช้ได้กับความแม่นยำสี่ระดับแรก แต่ผู้เชี่ยวชาญสงสัยมานานแล้วว่าอินฟินิตี้จะกลับมาอีกครั้งหากพวกเขาพยายามทำให้การคำนวณแม่นยำยิ่งขึ้น “คุณถึงจุดที่ไดอะแกรมซับซ้อนมากจนสมมาตรยิ่งยวดไม่สามารถยกเลิกได้อีกต่อไป” Kristan Jensen นักฟิสิกส์จาก Stony Brook University อธิบาย
[NPC4]ตามคำกล่าวของเบิร์น ข้อสันนิษฐานที่มีมาช้านานนั้น “อาจไม่เป็นความจริง”
ในปี 1990 Bern, Lance Dixonจาก SLAC National Accelerator Laboratory ใน Menlo Park, California และ David Kosower จาก CEA Saclay ในฝรั่งเศสได้พัฒนาเทคนิคใหม่อันทรงพลังสำหรับการคำนวณแอมพลิจูดของการกระเจิง ซึ่งพวกเขาจะได้รับรางวัล JJ Sakurai Prize ประจำปี 2014 สำหรับอนุภาคเชิงทฤษฎี ฟิสิกส์ในเดือนเมษายน ทางลัดของพวกเขาทำให้การคำนวณเกี่ยวกับอนุภาคของธรรมชาติที่รู้จักคล่องตัวขึ้น ทำให้นักทฤษฎีสามารถคาดการณ์ผลลัพธ์ของการชนที่ Large Hadron Collider ในสวิตเซอร์แลนด์ได้อย่างแม่นยำอย่างน่าทึ่ง จากนั้นจึงมองหา “ฟิสิกส์ใหม่” ในรูปแบบของการเบี่ยงเบนจากการคาดคะเนเหล่านี้ ในช่วงกลางทศวรรษ 2000 Bern, Dixon, Kosower และผู้ทำงานร่วมกันคนอื่น ๆ ก็เริ่มนำเทคนิคนี้ไปใช้กับการคำนวณทางทฤษฎีและน่าเกรงขามมากขึ้นซึ่งถูกละทิ้งเมื่อหลายสิบปีก่อน เมื่อการคำนวณเริ่มให้ผลลัพธ์ที่แน่นอน “นั่นเป็นเพียงความตกใจอย่างไม่น่าเชื่อ” John Joseph Carrascoนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งทำงานร่วมกับเบิร์นกล่าว
ทางลัดที่ทรงพลังที่สุดสำหรับการคำนวณแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดเกิดขึ้นจากการค้นพบโดย Bern, Carrasco และ Henrik Johansson จาก CERN Laboratory ซึ่งแรงโน้มถ่วงมีพฤติกรรมเหมือนกลูออนสองชุดซึ่งเป็นพาหะของแรงนิวเคลียร์อย่างแรง ซึ่ง “กาว” ควาร์กเข้าด้วยกันภายในนิวเคลียสของอะตอม . ความสัมพันธ์แบบ “สำเนาซ้อน” ระหว่างกราวิตันและกลูออนได้แสดงให้เห็นในทุกตัวแปรของแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดที่นักวิจัยได้ศึกษา และพวกเขาคาดหวังว่ามันจะคงอยู่ในทฤษฎีที่ถูกต้องของแรงโน้มถ่วงควอนตัมเช่นกัน โดยไม่คำนึงว่าสมมาตรยิ่งยวดมีอยู่ในธรรมชาติหรือไม่ ในทางปฏิบัติ การค้นพบนี้หมายความว่าเมื่อแอมพลิจูดการกระเจิงของกลูออนถูกคำนวณในรูปแบบเฉพาะจนถึงระดับความแม่นยำที่กำหนด “การแยกแอมพลิจูดของแรงโน้มถ่วงเป็นการเล่นของเด็ก” ดิกสันกล่าว
คุณสมบัติสำเนาคู่เป็นมากกว่าเครื่องมือคำนวณ “นอกจากนี้ยังเป็นการเปลี่ยนแปลงทางปรัชญาในวิธีที่เราควรดูทฤษฎีแรงโน้มถ่วง” เบิร์นกล่าว “สิ่งนี้เป็นรูปธรรมและทำให้ชัดเจนว่า [กราวิตันและกลูออน] เป็นของคู่กันจริงๆ พวกเขาควรเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีปึกแผ่นจริงๆ”
ในคำพูดของ Giddings “เป็นการชี้นำอย่างยิ่ง” เนื่องจากนักฟิสิกส์มีทฤษฎีควอนตัมที่ปฏิบัติการได้ซึ่งอธิบายกลูออน เรียกว่าควอนตัมโครโมไดนามิกส์ คุณสมบัติสำเนาสองชุดจึงแนะนำว่าแรงโน้มถ่วงยิ่งยวด (หรือทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง) อาจใช้ได้เช่นกัน
สำหรับการเดิมพันล่าสุดกับ Stelle เบิร์นและผู้ร่วมงานของเขาจะได้รับการทดสอบที่ไม่เคยมีมาก่อนN = 8 supergravity หากพวกเขาสามารถคำนวณว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแรงโน้มถ่วงชนกับระดับความแม่นยำที่เรียกว่า “ห้าลูป” ในโลกสมมติที่มีมิติเวลาอวกาศ 4.8 เบิร์นก็ชนะ ในกรณีนั้น สเตลจะต้องมอบ Flint Dry หนึ่งขวดจากโรงไวน์ชาเปลดาวน์ในอังกฤษให้เขา “เป็นไวน์ที่เสิร์ฟในงานแต่งงานของวิลเลียมและเคท” สเตลอธิบาย
ในทางกลับกัน หากการคำนวณให้ผลอนันต์ใน 4.8 มิติ สเตลจะเป็นผู้ชนะ ในกรณีนั้น เบิร์นต้องจัดการกับขวดจาก Stags’ Leap ใน Napa Valley
[NPC5]แน่นอนว่ามิติเศษส่วนไม่มีอยู่จริง แต่สเตลและเพื่อนร่วมงานของเขาได้แสดงให้เห็นว่าการคำนวณแบบห้าลูปสำหรับมิติ 4.8 คร่าวๆ นั้นสอดคล้องกับการคำนวณแบบเจ็ดลูปที่ยากกว่ามากในมิติของโลกแห่งความเป็นจริง (การคำนวณเจ็ดรอบแบบเต็มเป็นเรื่องของการเดิมพันอื่นระหว่าง Bern กับDavid Grossผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารา) หากทฤษฎียังคงมีขอบเขตจำกัดถึงระดับดังกล่าว “นั่นจะเป็นปาฏิหาริย์ที่แท้จริง” สเตลกล่าว. การทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืนระหว่างอนุภาคในแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดN = 8 จะเกินที่นักฟิสิกส์เข้าใจ
ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าการเดิมพันระหว่าง Bern และ Stelle จะเป็นอย่างไร อย่างไรก็ตาม ในงานที่ปรากฏใน Physical Review Lettersในเดือนธันวาคม ทีมของ Bern พบ “พฤติกรรมที่ดีกว่าที่คาดไว้มาก” ของทฤษฎีอื่นที่เรียกว่าN = 4 supergravity และผลลัพธ์ดังกล่าวได้เปลี่ยนอัตราต่อรอง “มันยุติธรรมที่จะพูดว่าสิ่งต่าง ๆ กำลังอยู่ในความโปรดปรานของฉันในตอนนี้” เบิร์นกล่าว