Grote objecten, zoals honkballen, voertuigen, en planeten, zich gedragen in overeenstemming met de klassieke wetten van de mechanica, geformuleerd door Sir Isaac Newton. Kleintjes, zoals atomen en subatomaire deeltjes, worden beheerst door de kwantummechanica, waarbij een object zich zowel als golf als deeltje kan gedragen.

De grens tussen het klassieke en het kwantumrijk is altijd van groot belang geweest. Onderzoek gerapporteerd in AVS Kwantumwetenschap , beschouwt de vraag wat iets "meer kwantum" maakt dan een ander - is er een manier om "kwantumheid" te karakteriseren? De auteurs melden dat ze een manier hebben gevonden om precies dat te doen.

De mate van quantumness is belangrijk voor toepassingen als quantum computing en quantum sensing, die voordelen bieden die niet worden gevonden in hun klassieke tegenhangers. Het begrijpen van deze voordelen vereist, beurtelings, een begrip van de mate van kwantumheid van de betrokken fysieke systemen.

In plaats van een schaal voor te stellen waarvan de waarden zouden worden geassocieerd met de mate van kwantumheid, de auteurs van deze studie kijken naar extrema, namelijk die toestanden die ofwel het meest kwantum ofwel het minst kwantum zijn. Auteur Luis Sanchez-Soto zei dat het idee voor de studie voortkwam uit een vraag die werd gesteld tijdens een wetenschappelijke bijeenkomst.

"Ik gaf een seminar over dit onderwerp toen iemand me de vraag stelde:'Jullie in de kwantumoptica praten altijd over de meest klassieke toestanden, maar hoe zit het met de meeste kwantumtoestanden?'", zei hij.

Het is al lang bekend dat zogenaamde coherente toestanden als quasi-klassiek kunnen worden omschreven. Er ontstaan ​​coherente toestanden, bijvoorbeeld, in een laser, waar licht van meerdere fotonbronnen in fase is, waardoor ze het minste kwantum van toestanden zijn.

Een kwantumsysteem kan vaak wiskundig worden weergegeven door punten op een bol. Dit type weergave wordt een Majorana-constellatie genoemd, en voor coherente staten, het sterrenbeeld is gewoon een enkel punt. Aangezien dit het minste aantal toestanden is, de meeste kwantum zouden sterrenbeelden hebben die een groter deel van de bol bedekken.

De onderzoekers keken naar verschillende manieren waarop andere wetenschappers de kwantumheid hebben onderzocht en voor elke manier het sterrenbeeld Majorana hebben overwogen. Vervolgens vroegen ze wat de meest gelijkmatig verdeelde reeks punten op een bol voor deze benadering is.

Zoals Sanchez-Soto en zijn collega's de kwestie van de kwantumheid overwogen, realiseerden ze zich dat het een wiskundig project was "van immense schoonheid, " behalve dat het nuttig is.