Tutkijat Etelä-Korean perustieteiden instituutista yhteistyössä Giuliano Benentin kanssa
Mikromaser on järjestelmä, jossaatomisädettä käytetään pumppaamaan fotoneja onteloon. Yksinkertaisesti sanottuna mikromaseria voidaan pitää kokeellisen kvanttiparistomallin peilikonfiguraationa: energiaa varastoidaan sähkömagneettiseen kenttään, joka latautuu sen kanssa peräkkäin vuorovaikutuksessa olevien kubittien virralla. Korealaiset ja italialaiset tutkijat ovat osoittaneet, että mikromasereilla on ominaisuuksia, jotka tekevät niistä ihanteellisia malleja kvanttiparistoille.
Yksi suurimmista käytön ongelmistaEnergian varastoinnin sähkömagneettinen kenttä on, että se absorboi valtavan määrän energiaa, enemmän kuin on tarpeen. Se on kuin puhelimen akku, joka verkkoon liitettynä latautuu loputtomasti. Tässä tapauksessa älypuhelimen verkkoyhteyden unohtaminen on erittäin vaarallista; ei ole mekanismia, joka pysäyttäisi prosessin.
Kaksi esimerkkiä "kvanttipuhelimista", molemmat latautuvatsähkömagneettisiin kenttiin perustuvat kvanttiparistot. Vasemmalla: Latausprotokolla ilman mikromaseria johtaa akun hallitsemattomaan lataukseen ja mahdollisiin vaurioihin. Oikealla: Micromaser-pohjainen latausprotokolla pystyy itsenäisesti ohjaamaan kvanttipuhelimeen asetettavan latauksen määrää. Luotto: Perustieteiden laitos
Tiedemiesten numeeriset tulokset kuitenkin osoittivat senTämä tilanne on mahdoton mikromasereissa. Sähkömagneettinen kenttä saavuttaa nopeasti lopullisen konfiguraation (teknisesti kutsutaan vakaaksi tilaksi), jonka energia määräytyy a priori mikromaseria rakennettaessa. Tämä ominaisuus suojaa ylilatauksen riskeiltä.
Tutkijat havaitsivat myös, että lopullinenSähkömagneettisen kentän konfiguraatio on puhtaassa tilassa. Tämä tarkoittaa, että se ei "tuo" latauksen aikana käytettyjen kubittien muistia. Viimeinen ominaisuus on erityisen tärkeä kvanttikakun kanssa työskennellessä. Tämä varmistaa, että kaikki sen energia voidaan ottaa talteen ja käyttää tarvittaessa. Latausprosessissa käytettyjä kubitteja ei tarvitse seurata.
Aiemmin Teoreettisen keskuksen tutkijatEtelä-Korean monimutkaisten järjestelmien fyysikot ovat asettaneet tiukat rajat kvanttiakun mahdolliselle lataussuorituskyvylle. Erityisesti he osoittivat, että joukko kvanttiakkuja lisää merkittävästi latausnopeutta. Varsinkin verrattuna klassiseen protokollaan. Tämä on mahdollista kvanttiefektien ansiosta, jotka mahdollistavat kvanttiakkujen elementtien lataamisen samanaikaisesti.
Näistä teoreettisista edistysaskeleista huolimattaKvanttiparistoista on vielä vähän kokeellisia toteutuksia. Ainoa viimeaikainen tunnettu vastaesimerkki käytti sarjaa kaksitasoisia järjestelmiä (kuten kubitit) energian varastoimiseen. Tässä tapauksessa energia saatiin sähkömagneettisesta kentästä (laser).
Lue lisää:
Maan historian suurin muuttoliike vaikuttaa kaikkiin planeetan eläviin organismeihin
Astrovalokuvaajat ovat keränneet yksityiskohtaisen kuvan Kuusta 200 tuhannesta kuvasta
Lähes puolet syöpätapauksista liittyy ehkäistävissä oleviin riskitekijöihin
Kansikuva: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commonsin kautta