Kuantum dolaşıklığı doğadaki en temel ve ilgi çekici olgulardan biridir. Dolaşıklık üzerine yapılan son araştırmalar, kuantum iletişimi ve bilgi işleme için değerli bir kaynak olduğunu kanıtladı. Şimdi, Japonya'dan bilim insanları, silikon bir yüzey üzerinde iki protonun kararlı kuantum dolaşık durumunu keşfettiler; bu, klasik ve kuantum hesaplama platformlarının organik bir birliğine kapı açıyor ve kuantumun geleceğini potansiyel olarak güçlendiriyor teknoloji.
Kuantum mekaniğindeki en ilginç olgulardan biri "kuantum dolaşıklığı"dır. Bu fenomen, belirli parçacıkların nasıl ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olduğunu, böylece durumlarının yalnızca birbirlerine referansla tanımlanabileceğini açıklar. Bu parçacık etkileşimi aynı zamanda kuantum hesaplamanın da temelini oluşturur. İşte bu nedenle son yıllarda fizikçiler dolanıklık yaratacak teknikler arıyorlar. Bununla birlikte, bu teknikler, çok sayıda "kübit" (kuantum bitleri, kuantum bilgisinin temel birimi) oluşturmadaki sınırlamalar, son derece düşük sıcaklıkları (<1 K) koruma ihtiyacı ve bilgisayarların kullanımı gibi bir dizi mühendislik engeliyle karşı karşıyadır. ultra saf malzemeler. Yüzeyler veya arayüzler kuantum dolaşıklığın oluşumunda çok önemlidir. Ne yazık ki, yüzeylerle sınırlı olan elektronlar, iki farklı durum arasında tanımlanmış bir faz ilişkisinin bulunmadığı bir durum olan "eşevresizliğe" eğilimlidir. Bu nedenle kararlı, tutarlı kübitler elde etmek için yüzey atomlarının (veya eşdeğer olarak protonların) dönüş durumlarının belirlenmesi gerekir.
Geçtiğimiz günlerde Japonya'da Nagoya City Üniversitesi'nden Prof. Takahiro Matsumoto, Chuo Üniversitesi'nden Prof. Hidehiko Sugimoto, Japonya Atom Enerjisi Ajansı'ndan Dr. Takashi Ohhara ve Yüksek Enerji Hızlandırıcı Araştırma Organizasyonu'ndan Dr. Susumu Ikeda'nın da aralarında bulunduğu bir bilim insanı ekibi, kararlı kübitlere olan ihtiyacın farkına vardı. Bilim insanları yüzey dönüş durumlarına bakarak silikon nanokristalin yüzeyinde dolaşık bir çift proton keşfettiler.
Baş bilim insanı Prof. Matsumoto, çalışmalarının önemini şöyle özetliyor: "Proton dolaşıklığı daha önce moleküler hidrojende gözlemlenmişti ve çeşitli bilimsel disiplinlerde önemli bir rol oynuyordu. Ancak dolaşık durum yalnızca gaz veya sıvı fazda bulundu. Artık katı bir yüzeyde kuantum dolaşıklığı tespit ettik ve bu, gelecekteki kuantum teknolojilerinin temelini oluşturabilir." Öncü çalışmaları yakın tarihli bir sayısında yayınlandı. Fiziksel İnceleme B.
Bilim adamları, yüzey titreşimlerinin doğasını belirlemek için "esnek olmayan nötron saçılım spektroskopisi" olarak bilinen bir teknik kullanarak dönüş durumlarını incelediler. Bu yüzey atomlarını “harmonik osilatörler” olarak modelleyerek protonların anti-simetrisini gösterdiler. Protonlar aynı (veya ayırt edilemez) olduğundan, osilatör modeli onların olası dönüş durumlarını kısıtladı ve bu da güçlü bir dolaşmayla sonuçlandı. Moleküler hidrojendeki proton dolaşıklığıyla karşılaştırıldığında, dolaşma, durumları arasında çok büyük bir enerji farkı barındırıyordu ve bu da onun uzun ömürlülüğünü ve stabilitesini sağlıyordu. Ek olarak, bilim adamları teorik olarak proton dolaşıklığını kullanarak terahertz dolaşmış foton çiftlerinin kademeli geçişini gösterdiler.
Proton kübitlerin çağdaş silikon teknolojisiyle birleşmesi, klasik ve kuantum hesaplama platformlarının organik bir birlikteliğine yol açarak çok daha fazla sayıda kübitin oluşmasını sağlayabilir (106) şu anda mevcut olandan (102) ve yeni süper bilgi işlem uygulamaları için ultra hızlı işleme. “Kuantum bilgisayarlar, geleneksel süper bilgisayarlarla çözülmesi neredeyse imkansız olan tamsayı çarpanlarına ayırma ve 'gezgin satıcı problemi' gibi karmaşık problemleri çözebilir. Bu bir olabilir oyunVerilerin saklanması, işlenmesi ve aktarılmasıyla ilgili olarak kuantum hesaplamada değişim; hatta potansiyel olarak ilaç, veri güvenliği ve diğer birçok alanda paradigma değişikliğine yol açması." sözlerini iyimser Prof. Matsumoto bitiriyor.
Kuantum hesaplamada teknolojik bir devrime tanık olmanın eşiğinde olabiliriz!
ELE Zamanları
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsBisikletlilere Trafik Sinyallerinde 'Yeşil Dalga' Vermek İçin Derin Öğrenme Algoritmalarını Kullanmak
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsHindistan Tarımsal Artıklardan Doğrudan Hidrojen Üreten Teknolojiyi Yeniliyor
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsÇalışma 'Mavi Hidrojen'in İklim İçin Muhtemelen Kötü Olduğunu Söylüyor
-
ELE Zamanlarıhttps://www.eletimes.com/author/eletimes-newsMouser, Texas Instruments ve Phoenix Contact'ın Tek Çift Ethernet Sitesini Sunuyor