과학자들은 피보나치 레이저로 원자를 폭발시켜 시간의 "추가" 차원을 만들어냈습니다. 새로운 단계
양자 측정이 고유한 이유는 무엇입니까?
일반 컴퓨터는 비트(0 및 1)를 사용하여 다음을 수행합니다.모든 계산의 기초를 형성합니다. 그러나 양자 컴퓨터는 상태 0 또는 1에도 존재할 수 있는 큐비트를 사용하도록 설계되었습니다. 하지만 여기에서 유사점이 끝납니다. 양자 세계의 기이한 법칙 덕분에 큐비트는 측정될 때까지 상태 0과 1의 조합 또는 중첩으로 존재할 수 있으며, 그 후에는 무작위로 0 또는 1로 붕괴됩니다.
이 이상한 행동이 힘의 열쇠양자 컴퓨팅은 큐비트가 양자 얽힘을 통해 서로 통신할 수 있게 해주기 때문입니다. 두 개 이상의 큐비트를 서로 연결하여 한 입자의 변경이 다른 입자의 변경을 유발하는 방식으로 연결합니다. 이것은 그들이 엄청난 거리로 떨어져 있더라도 발생합니다. 따라서 양자 컴퓨터는 동시에 여러 계산을 수행할 수 있으므로 기존 장치에 비해 컴퓨팅 성능이 기하급수적으로 증가합니다.
무엇이 문제입니까?
양자 컴퓨터의 발전은단점: 큐비트는 단순히 상호 작용하고 서로 얽히지 않습니다. 양자 컴퓨터 외부의 환경과 완벽하게 분리될 수 없기 때문에 외부 환경과 상호 작용합니다. 결과적으로 이것은 양자 특성과 결맞음 과정에서 전달하는 정보의 손실로 이어집니다.
양자 물리학. Wikimedia Commons의 원본 공개 도메인 이미지
표지 사진: Berndthaller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons를 통해
다시 말해, 모든 원자를 엄격하게 통제하더라도 과학자들이 계획한 방식이 아닌 환경과 상호 작용하여 "양자성"을 잃을 수 있습니다.
해결책이 있다
물리적 결맞음의 영향을 피하기 위해위상의 특별한 세트를 사용했습니다. 양자 얽힘은 양자 장치가 큐비트의 단일 정적 위치를 통해 정보를 인코딩할 수 있게 할 뿐만 아니라 물질의 얽힌 상태의 바로 그 형태 또는 토폴로지에서 모든 물질의 동적 움직임 및 상호 작용에 정보를 엮을 수 있습니다. 이것은 하나가 아닌 여러 부분으로 구성된 형태로 정보를 인코딩하는 "토폴로지" 큐비트를 생성합니다. 이렇게 하면 단계별로 정보를 잃을 확률이 줄어듭니다.
한 단계에서 다음 단계로 전환되는 주요 신호또 하나는 물리적 대칭성이 깨지는 것입니다. 물리 법칙은 시간이나 공간의 어느 지점에서나 물체에 대해 동일하다는 생각입니다. 액체로서 물 분자는 공간의 어느 지점에서나 모든 방향에서 동일한 물리적 법칙을 따릅니다.
하지만 물을 충분히 식히면얼음으로 바뀌면 분자는 결정 구조 또는 격자를 따라 올바른 지점을 선택합니다. 갑자기 물 분자는 공간에서 선호하는 지점을 갖게 되며 다른 지점은 비어 있게 됩니다. 그 결과, 물의 공간적 대칭이 저절로 깨집니다. 이것은 과학자들에게 양자 컴퓨터 내부의 새로운 토폴로지 단계에 영감을 주었습니다. 중요한 차이점은 이 새로운 단계에서 대칭이 공간이 아니라 시간에서 깨졌다는 것입니다.
추가 차원을 만드는 방법은 무엇입니까?
물리학자들은 다음과 같은 위상을 만들 의도가 없었습니다.이론적인 시간의 추가 차원과 양자 데이터의 저장을 향상시킬 방법을 찾지 않았습니다. 대신 그들은 물질이 존재할 수 있는 형태인 물질의 새로운 단계를 만들고 싶었습니다. 물론 고체, 액체, 가스 및 플라즈마와 같은 표준 외에도.
이 양자 컴퓨터에서 물리학자들은마치 시간이 2차원을 가지고 있는 것처럼 행동하는 이전에 본 적이 없는 물질의 위상. 이 단계는 기존 방법보다 훨씬 더 오랫동안 파괴로부터 양자 정보를 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다. 사진: 퀀티넘
그들은 새로운 국면을 만들기 시작했다Quantinuum의 H1 양자 프로세서는 진공 챔버에 10개의 이테르븀 이온으로 구성되어 있습니다. 그곳에서는 이온 트랩의 레이저로 정밀하게 제어됩니다. 계획에 따르면, 물리학자들은 레이저의 도움으로 사슬의 각 이온에 주기적인 충격(“폭발”)을 가함으로써 연속적인 시간 대칭을 깨기를 원했습니다.
결론은 무엇입니까?
이제 물질의 새로운 단계가10개의 이테르븀 이온 스트링을 리드미컬하게 휘두르는 레이저는 과학자들이 훨씬 더 오류가 없는 방식으로 정보를 저장할 수 있도록 합니다. 이는 데이터를 왜곡하지 않고 장기간 저장하는 양자컴퓨터 개발에 도움이 될 것이다. 연구원들은 네이처 저널에 7월 20일 게재된 논문에서 연구 결과를 요약했습니다.
이제 이론적인 "추가" 시간 차원을 포함하는 것은 물질의 위상에 대해 완전히 다른 사고 방식입니다.
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