Schrödinger'in 20 litrelik kedisi
Ölü ya da diri, sola ya da sağa dönüş – Schrödinger'in kedisinin ünlü benzetmesi gibi kuantum dünyasında, aynı anda bunların hepsi olabilir. Birkaç önde gelen Amerikan üniversitesinden araştırmacıları ve Forschungszentrum Jülich'in uzmanlarını içeren uluslararası bir ekip, 20 karışık kuantum bitini böyle bir süperpozisyon durumuna dönüştürmeyi başardı. Bu tür atom Schrödinger kedisi durumlarının üretilmesi, belirli görevleri çözmede klasik bilgisayarlardan daha iyi performans gösterebilecek kuantum bilgisayarların geliştirilmesinde önemli bir adım olarak görülmektedir. Sonuçlar yayınlandı Bilim geçen cuma.
1935 yılında fizikçi Erwin Schrödinger, kedinin radyoaktif bir örnek, bir dedektör ve öldürücü miktarda zehirle birlikte bir kutu içine alındığı kuantum kedi ile ilgili düşünce deneyini ortaya koydu. Radyoaktif madde bozulursa, dedektör bir alarmı tetikler ve zehir serbest kalır. Bunun özelliği, kuantum mekaniğinin kurallarına göre, günlük deneyimlerden farklı olarak, kedinin ölü ya da diri olup olmadığı açık değildir. Bir deneyci bakana kadar her ikisi de aynı anda olacaktı. Tek bir devlet ancak bu gözlem zamanından başlayarak elde edilebilir.
1980'lerin başından beri, araştırmacılar deneysel olarak kuantum hallerinin bu süperpozisyonunu deneysel olarak çeşitli yaklaşımlar kullanarak gerçekleştirebildiler. Forschungszentrum Jülich'ten Tommaso Calarco, “Ancak, bu kedi durumları son derece hassastır. Çevre ile en küçük termal etkileşimler bile onların çökmesine neden olur” diye açıklıyor. Diğer şeylerin yanı sıra, AB’nin Kuantum Amiral Gemisi programında Avrupa'nın en büyük kuantum girişimi içinde öncü bir rol oynuyor. "Bu nedenle, Schrödinger kedisi durumlarında birbirinden bağımsız olarak bulunanlardan önemli ölçüde daha az kuantum bit gerçekleştirmek mümkündür".
Bu son durumlardan bilim adamları şimdi laboratuar deneylerinde 50'den fazla kişiyi kontrol edebiliyorlar. Bununla birlikte, bu kuantum bitleri veya kısaltmalar, Schrödinger'in kedisinin özel özelliklerini, araştırmacı ekibin artık programlanabilir bir kuantum simülatörü kullanarak oluşturdukları 20 böbürünün aksine göstermezler; Optik fotonlar, sıkışmış iyonlar veya süper iletken kuantum devreler ile diğer fiziksel yaklaşımlar hesaba katılır.
Dünyanın en ünlü kurumlarından birkaçından uzmanlar deneyi geliştirmek için güçlerini birleştirdi. Jülich araştırmacılarına ek olarak, sayısız üst düzey Amerikan üniversitesinden (Harvard, Berkeley, MIT ve Caltech) bilim adamları ve aynı zamanda İtalyan Padua Üniversitesi'ni dahil ettiler.
Jian Cui, “Kedi durumundaki Qubits, kuantum teknolojilerinin gelişimi için son derece önemli kabul edilir” dedi. Jülich'teki Peter Grünberg Enstitüsü'nden (PGI-8) fizikçi, "Gelecekteki kuantum bilgisayarlarından beklenen muazzam verimlilik ve performansın sırrı, devletlerin bu süperpozisyonunda bulunabilir" diyor.
Geleneksel bir bilgisayardaki klasik bitler, her zaman yalnızca, örneğin 0 ve 1'den oluşan belirli bir değere sahiptir. Bu nedenle, bu değerler birbiri ardına sadece azar azar işlenebilir. Süperpozisyon ilkesi nedeniyle aynı anda birden fazla duruma sahip Qubits, tek bir adımda birkaç değeri paralel olarak saklayabilir ve işleyebilir. Qubit sayısı burada çok önemlidir. Bir avuç bitle çok fazla uzaklaşmazsın. Ancak 20 litre ile, üst üste binmiş devletlerin sayısı zaten bir milyonu aştı. Ve 300 litre, evrendeki parçacıklardan eşzamanlı olarak daha fazla sayı depolayabilir.
20 litrelik yeni sonuç şimdi bu değere biraz daha yaklaştı, 14 litrelik eski kayıt 2011'den bu yana değişmedi. Araştırmacılar Rydberg atom dizilerini temel alan programlanabilir bir kuantum simülatörü kullandılar. Bu yaklaşımda, ayrı ayrı atomlar, bu durumda rubidyum atomları, lazer ışınları tarafından yakalanır ve yan yana sırayla tutulur. Bu teknik aynı zamanda optik cımbız olarak da bilinir. Ek bir lazer, atomları, elektronların çekirdeğin çok ötesine yerleştirildiği Rydberg durumuna ulaşana kadar uyarır.
Bu işlem oldukça karmaşıktır ve genellikle çok fazla zaman alır, öyle ki hassas kedi durumu ölçülmeden önce yok edilir. Jülich'teki grup, bu sorunu çözmek için Kuantum Optimal Kontrol'deki uzmanlıklarına katkıda bulundu. Lazerleri akıllıca doğru bir şekilde açıp kapatarak, bu yeni rekoru mümkün kılan hazırlık sürecinde hızlandı.
Jian Cui, "Bazı atomları, atomik kabuklarının bitişik atomlarla birleşerek aynı anda iki zıt konfigürasyon oluşturacak şekilde şişirdiğini, yani tüm eşit veya tek yerleri işgal eden uyarımları" pratik olarak uyguladık. “Bu, o kadar ileri gider ki, dalga Schrödinger'in kedisinin analojisinde olduğu gibi üst üste gelir ve Greenberger-Horne-Zeilinger durumu olarak da bilinen karşıt yapılandırmaların üst üste binmesini yaratabildik.”
Kuantum araştırmalarındaki ilerlemeleri, şu anki sayısında yayınlanan bir Çinli araştırma grubunun çabalarıyla da tamamlanmıştır.Bilim". Süper iletken kuantum devreleri kullanarak, araştırmacılar Greenberger-Horne-Zeilinger eyaletinde 18 litre yaratmayı başardılar, ki bu da bu deneysel yaklaşım için yeni bir rekor.
Gelecekteki bilgisayarlar için granül alüminyum
A. Omran ve arkadaşları, Rydberg atom dizilerinde Schrödinger kedisi durumlarının üretimi ve manipülasyonu, Bilim (2019). DOI: 10.1126 / bilim.
Chao Song ve diğ. Çok bileşenli atomik Schrödinger kedi durumunun 20 litreye kadar üretilmesi, Bilim (2019). DOI: 10.1126 / bilim.aay0600
alıntı:
Schrödinger'in 20 litre kedisi (2019, 13 Ağustos)
13 Ağustos 2019 tarihinde alındı
https://phys.org/news/2019-08-schrdinger-cat-qubits.html adresinden
Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan herhangi bir dürüst işlem dışında,
Bölüm, yazılı izin olmadan çoğaltılabilir. İçerik sadece bilgi amaçlıdır.