欧拉的无解之谜有解了

作者: 佐佑

来源: 原理

发布日期: 2022-01-12

量子物理学家通过量子力学的方法解决了欧拉在1779年提出的36名军官谜题,证明了欧拉的判断是错误的。这一成果不仅解决了历史上的一个谜题,还具有实际的应用意义,可以应用于量子通信和量子计算领域。

无解的36名军官谜题,你能解开这个谜题吗?假如你指挥着一支由6个军团组成的军队,每个军团拥有6名不同军阶的军官。那么你能否将这36名军官排进一个6×6的正方形里,让每一行或每一列都不存在重复的军团或重复的军阶?这是莱昂哈德·欧拉在1779年提出的一个谜题。在可视化这个谜题时,我们可以通过颜色绿、紫、红、橙、蓝、黄来区分军团,再借用国际象棋中的王、后、车、象、马、兵来描述6种不同的军阶。

一个多世纪后,法国数学家加斯顿·塔里在1901年证明,欧拉的36个军官谜题的确不可能以军阶和军团均不重复的方式被排进在一个6×6的正方形中。然而,当军阶和军团的个数都换成5,或者都换成7时,这个谜题又可以很容易就被解决。

到了1960年,数学家用计算机证明,这个谜题对于任何大于2的军团数和军阶数都存在解,唯独除了6。

在一篇于近期提交到《物理评论快报》的论文中,一组来自印度和波兰的量子物理学家表示,他们用量子力学的思路,对这个问题进行了量子化,成功地将欧拉的36名军官放进了一个这样的6×6方格中。

利用这种算法,他们最终得到了36军官谜团的真正的解。在某种意义上,证明了欧拉对于36军官谜题的判断是“错误”的。不过18世纪的欧拉是不可能想到量子军官的可能性的。值得一提的是,新的解有一个特点,那就是军官的军阶只与相邻等级纠缠,比如王与后、车与象、马与兵……而军团也只与相邻的兵团纠缠。

这是量子版拉丁方阵谜题的最新成果。值得一提的是,证明这个始于243年前的谜题有一个量子解,不仅仅只是一个解谜游戏,它还具备实际的应用意义。例如,这一成果可以被应用于量子通信和量子计算领域。

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