Teknoloji

Fizikçiler Kuantum Bilgilerini Taşımak İçin Yeni Bir Hız Sınırına Ulaştı

0

Kuantum hesaplama geleceğine doğru bilimsel ilerleme, şimdiye kadar birçok farklı (ancak ilişkili) alanda birçok farklı atılımı içeriyordu ve şimdi rapor edilecek yeni bir tane var: çok önemli bir kuantum hız sınırının keşfi.

Bu son araştırma temel bir soruyu yanıtlıyor – bir kuantum süreci ne kadar hızlı olabilir? Bir kuantum bilgisayar mı yoksa kuantum ağı mı kurmak istediğinizi bilmek yararlı bir bilgi parçasıdır, çünkü size sistemin doğasında bulunan bazı sınırlamaları anlatır.

Kuantum fizikçisi olmayanlarımız için şükürler olsun ki, yeni çalışmanın arkasındaki ekip, yetenekli bir garsonun bir tepsi içecekle koşturmasını içeren anlaşılması daha kolay bir analoji sağladı. Garson, hiçbir sıvıyı dökmeden tüm içecekleri ne kadar çabuk dağıtabilir?

Görünüşe göre cevap, belirli noktalarda dikkatlice hızlanmak ve yavaşlamak, dökülmeyi önlemek için gerektiğinde sıvı bardaklarını devirmek – sadece burada bilim adamları şampanya yerine soğutulmuş sezyum atomları ve ‘içecek tepsisi’ olarak iki lazer ışını.

Optik kafes olarak bilinen bu tür bir tuzak, iki lazer ışını tam olarak birbirine doğrultulduğunda oluşur (fizikçiler buna karşı çoğaltma adını verir) ve bir grup tepe ve çukur şeklinde iyi tanımlanmış parazitlerle sonuçlanır.

Taşıma için, atomlar bu vadilere yerleştirildi ve iki boyutlu kafes, bir taşıma bandından farklı olarak harekete geçirildi. Araştırmanın amacı, bu düzenin atomlarda herhangi bir kesinti olmadan ne kadar hızlı hareket ettirilebileceğini bulmaktı.

Almanya’daki Bonn Üniversitesi’nden fizikçi Andrea Alberti, “Atomu bu vadilerden birine yükledik ve ardından duran dalgayı harekete geçirdik – bu, vadinin konumunu değiştirdi” diyor.

“Amacımız, tabiri caizse atomu vadiden dışarı dökülmeden mümkün olan en kısa sürede hedef konuma ulaştırmaktı.”

Kurulum, kuantum bilgisini bir yerden diğerine tamamen bozulmadan almanın fiziksel sınırlamalarını ele alıyor. Mümkün olduğunca çabuk hareket ettirmek, dış müdahalelere karşı korunmaya yardımcı olur, ancak çok hızlı gidin ve önemli veri parçaları kaybolabilir (başka bir deyişle yerde şampanya ile sonuçlanırsınız).

Bilim adamlarının bulduğu şey, baştan sona sabit bir hıza bağlı kalmak yerine, kuantum verilerinin aktarılması için optimum genel hız sınırına ulaşmak için dikkatlice kalibre edilmiş hızlanma ve yavaşlamaların gerekli olduğuydu.

Yolculuk boyunca sistemlerin birkaç kuantum halinden geçmesi gereken daha karmaşık transferler ilk kez bu şekilde ölçülüyor. Daha basit durumlar için kuantum hız sınırları zaten oluşturulmuştur.

Mandelstam-Tamm sınır sınırı, onu keşfeden fizikçilerin adını taşıyan daha basit durumlar için burada geçerli değildir. Yine de yaptığı şey, araştırmacılara bir başlangıç ​​noktası vermekti: Enerji belirsizliğinin (parçacıkların enerji durumları arasında nasıl ‘serbest’ hareket edeceği) bir transferin maksimum hızı için çok önemli olduğu fikri.

Daha büyük mesafelerdeki daha karmaşık senaryolar için, enerji belirsizliği, parçacıkların hedeflerine müdahale olmadan başarılı bir şekilde ulaşmak için geçmeleri gereken ara durumların sayısının yanında bir rol oynar. Sonuçta, daha karmaşık kuantum sistemleri daha düşük bir hız sınırına sahiptir.

Artık atomların orijinal hallerini kaybetmeden bir yerden başka bir yere taşınabilecekleri en hızlı hızı bildiğimize göre – bu çalışmada 0,5 mikrometrelik bir mesafede saniyede 17 milimetre – benzer transferleri ne kadar hızlı gerçekleştirebileceğimizi biliyoruz. kuantum bilgisayar sistemleri içinde.

Kuantum durumlarla ilgili temel sorunlardan biri kırılganlıkları veya kısa tutarlılık süreleridir – ne kadar süre kararlı kalabilecekleri. Bu yeni araştırma, bizi o zamandan en iyi şekilde nasıl yararlanabileceğimizi anlamaya yaklaştırıyor.

Alberti, “Çalışmamız, tutarlılık zamanında gerçekleştirebileceğimiz maksimum işlem sayısını ortaya koyuyor” diyor. “Bu, onu en iyi şekilde kullanmayı mümkün kılıyor.”

Araştırma yayınlandı Fiziksel İnceleme X.

.

Profesör

Temas izleme uygulamaları COVID enfeksiyonlarını azaltmaya yardımcı oluyor, veriler gösteriyor

Previous article

Asya’dan gelen kurum, yüksek Arktik’e giden bir otoyolda ekspres seyahat ediyor: Araştırmada Öne Çıkanlar

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Teknoloji