A tudósok az atomokat Fibonacci lézerrel robbantották fel, hogy az idő "extra" dimenzióját hozzák létre. Új szakasz
Miért egyediek a kvantummérések?
A közönséges számítógépek biteket (0 és 1) használnakminden számítás alapját képezik. A kvantumszámítógépeket azonban úgy tervezték, hogy qubiteket használjanak, amelyek 0 vagy 1 állapotban is létezhetnek. De itt véget is érnek a hasonlóságok. A kvantumvilág bizarr törvényeinek köszönhetően a qubitek létezhetnek 0 és 1 állapotok kombinációjában vagy szuperpozíciójában, amíg meg nem mérik őket, majd véletlenszerűen 0-ra vagy 1-re zuhannak.
Ez a furcsa viselkedés az erő kulcsakvantumszámítás, mert lehetővé teszi, hogy a qubitek kvantumösszefonódáson keresztül kommunikáljanak egymással. Két vagy több qubitet kapcsol össze egymással, oly módon kapcsolva össze, hogy az egyik részecske változása változást okoz a másikban. Ez akkor is megtörténik, ha hatalmas távolság választja el őket egymástól. Tehát a kvantumszámítógépek egyszerre több számítást is végezhetnek, így a klasszikus eszközökhöz képest exponenciálisan növelik számítási teljesítményüket.
Mi a probléma?
A kvantumszámítógépek fejlődését gátolja egyHátránya: a qubitek nem csak kölcsönhatásba lépnek és összegabalyodnak egymással. Tekintettel arra, hogy a kvantumszámítógépen kívül nem izolálhatók tökéletesen a környezettől, kölcsönhatásba lépnek a külső környezettel. Ennek eredményeként ez a kvantumtulajdonságaik és az általuk hordozott információ elvesztéséhez vezet a dekoherencia folyamatában.
Kvantumfizika. Eredeti nyilvános kép a Wikimedia Commonsból
Borítókép: Berndthaller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons
Más szóval, még ha az összes atomot szigorú ellenőrzés alatt tartod is, elveszíthetik "kvantumosságukat", kölcsönhatásba léphetnek a környezettel, egyáltalán nem úgy, ahogy a tudósok tervezték.
Van megoldás
A fizikai dekoherencia hatásainak megkerülésespeciális – topológiai – fáziskészletet használt. A kvantumösszefonódás nemcsak lehetővé teszi a kvantumeszközöknek, hogy információkat kódoljanak a qubitek egyetlen statikus pozícióján keresztül, hanem azt is, hogy ezeket az összes anyag dinamikus mozgásaiba és kölcsönhatásaiba beleszőjék – az anyag összefonódott állapotainak formájában vagy topológiájában. Ez egy "topológiai" qubitet hoz létre, amely az információkat több részből álló formában kódolja, nem pedig csak egyből. Ez csökkenti a fázisonkénti információvesztés valószínűségét.
Az egyik fázisból a másikba való átmenet legfontosabb jeleegy másik a fizikai szimmetriák megtörése – az az elképzelés, hogy a fizika törvényei egy tárgyra az idő vagy tér bármely pontján ugyanazok. Folyadékként a vízmolekulák ugyanazokat a fizikai törvényeket követik a tér bármely pontján és minden irányban.
De ha elég lehűti a vizet ahhozjéggé alakul, molekulái kiválasztják a megfelelő pontokat a kristályszerkezet vagy a rács mentén. Hirtelen a vízmolekulák előnyben részesítették azokat a pontokat a térben, amelyeket elfoglalnak, így másokat üresen hagynak. Ennek eredményeként a víz térbeli szimmetriája spontán megbomlik. Ez egy új topológiai fázisra inspirálta a tudósokat a kvantumszámítógépen belül. Fontos különbség, hogy ebben az új fázisban a szimmetria nem térben, hanem időben tör meg.
Hogyan lehet további dimenziót létrehozni?
A fizikusok nem szándékoztak fázist létrehozniAz idő elméleti további dimenziója, és nem keresett olyan módszert, amely javítaná a kvantumadatok tárolását. Ehelyett az anyag új fázisát akarták létrehozni, egy olyan formát, amelyben az anyag létezhet. Természetesen a szokásos - szilárd, folyékony, gáz és plazma - mellett.
Ebben a kvantumszámítógépben a fizikusok létrehoztakaz anyag soha nem látott fázisa, amely úgy viselkedik, mintha az időnek két dimenziója lenne. A fázis segíthet megvédeni a kvantuminformációkat a pusztulástól sokkal hosszabb ideig, mint a meglévő módszerek. Fotó: Quantinuum
Új szakaszt kezdtek létrehozniA Quantinuum H1 kvantumprocesszora, amely 10 itterbium ionból áll egy vákuumkamrában. Ott pontosan lézerek vezérlik őket egy ioncsapdában. A terv szerint azzal, hogy a lánc minden ionját lézerek segítségével periodikusan megrázzák („felrobbantják”), a fizikusok a folytonos időszimmetriát akarták megtörni.
Mi a lényeg?
Most az anyag új fázisa jött létrea 10 itterbium ionból álló láncot ritmikusan lengető lézerek lehetővé teszik a tudósok számára, hogy sokkal hibabiztosabban tárolják az információkat. Ez segít olyan kvantumszámítógépek fejlesztésében, amelyek hosszú ideig tárolják az adatokat anélkül, hogy torzítanák azokat. A kutatók a Nature folyóiratban július 20-án megjelent cikkben ismertették eredményeiket.
Most egy elméleti "extra" idődimenzió beépítése teljesen másfajta gondolkodásmódot jelent az anyag fázisairól.
Olvass tovább:
A Betelgeuse-nél elért rekord koronális tömeg 400 milliárdszor nagyobb, mint a Napé
Megalodon egy kardszárnyú bálna méretű állatot evett egyszerre
Az Everest DNS-nyomokat talált, amelyeknek nem kellene ott lenniük