ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยบอนน์อธิบายหลักการของการทดลองใหม่โดยใช้ตัวอย่างง่ายๆ สมมุติว่าคุณ
เคล็ดลับเล็กน้อยช่วยเขาในเรื่องนี้:ในขณะที่พนักงานเสิร์ฟเร่งฝีเท้าเขาก็เอียงถาดเล็กน้อยเพื่อไม่ให้แชมเปญเทออกจากแก้ว ครึ่งหนึ่งของโต๊ะเขาเอียงไปในทิศทางตรงกันข้ามและช้าลง เมื่อมันมาถึงจุดหยุดที่สมบูรณ์เท่านั้นที่จะทำให้มันตั้งตรงอีกครั้ง
อะตอมค่อนข้างเหมือนแชมเปญสามารถอธิบายได้ว่าเป็นคลื่นของสสารที่ไม่มีพฤติกรรมเหมือนลูกบิลเลียด แต่เหมือนของเหลว ดังนั้นใครก็ตามที่ต้องการย้ายอะตอมจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยเร็วที่สุดจะต้องมีความชำนาญเหมือนพนักงานเสิร์ฟในวันส่งท้ายปี “ และถึงแม้จะมีการ จำกัด ความเร็ว” ดร. แอนเดรียอัลแบร์ตีผู้นำการศึกษาจากสถาบันฟิสิกส์ประยุกต์แห่งมหาวิทยาลัยบอนน์อธิบาย
ในการศึกษาของพวกเขานักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองพบว่าขีดจำกัดนี้อยู่ที่ไหน พวกเขาใช้อะตอมซีเซียมแทนแชมเปญและมีลำแสงเลเซอร์สองลำวางซ้อนกันอย่างสมบูรณ์แบบแต่พุ่งเข้าหากัน การซ้อนซึ่งนักฟิสิกส์เรียกว่าการรบกวน ทำให้เกิดคลื่นนิ่งของแสง คล้ายกับลำดับของ «ภูเขา» และหุบเขาซึ่งในตอนแรกไม่เคลื่อนไหว “เราบรรทุกอะตอมเข้าไปในหุบเขาแห่งหนึ่ง จากนั้นทำให้เกิดคลื่นนิ่ง ซึ่งส่งผลให้ตำแหน่งของหุบเขาเปลี่ยน” Alberti อธิบาย “เป้าหมายของเราคือส่งอะตอมไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องในเวลาที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยไม่กระเด็นออกจาก «หุบเขา»”
ว่ามีข้อ จำกัด อยู่ในพิภพเล็ก ๆความเร็ว ถูกแสดงให้เห็นในทางทฤษฎีโดยนักฟิสิกส์ชาวโซเวียตสองคนคือ Leonid Mandelstam และ Igor Tamm เมื่อกว่า 60 ปีที่แล้ว พวกเขาแสดงให้เห็นว่าความเร็วสูงสุดของกระบวนการควอนตัมขึ้นอยู่กับความไม่แน่นอนของพลังงาน โดยพื้นฐานแล้ว ขึ้นอยู่กับว่าอนุภาคที่ถูกควบคุม "อิสระ" นั้นสัมพันธ์กับสถานะพลังงานที่เป็นไปได้อย่างไร ยิ่งมีอิสระด้านพลังงานมากเท่าไรก็ยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น ในกรณีของการถ่ายโอนอะตอม ยิ่ง "หุบเขา" ซึ่งอะตอมของซีเซียมติดอยู่ลึกเท่าไหร่ พลังงานของสถานะควอนตัมในหุบเขาก็จะยิ่งกระจายมากขึ้นเท่านั้น และในที่สุด จะสามารถถ่ายโอนได้เร็วยิ่งขึ้นเท่านั้น สิ่งที่คล้ายกันสามารถเห็นได้ในตัวอย่างของพนักงานเสิร์ฟ: หากเขาเติมแก้วเพียงครึ่งแก้ว เขามีโอกาสน้อยที่จะทำแชมเปญหกเมื่อเขาเร่งความเร็วและช้าลง อย่างไรก็ตาม เสรีภาพด้านพลังงานของอนุภาคไม่สามารถเพิ่มได้ตามอำเภอใจ “เราไม่สามารถสร้าง «หุบเขา» ลึกอย่างไม่สิ้นสุด - นั่นจะใช้พลังงานมากเกินไป” อัลเบอร์ตีเน้นย้ำ
ขีด จำกัด ความเร็วของ Mandelstam และ Tamm -ข้อ จำกัด พื้นฐาน อย่างไรก็ตามสิ่งนี้สามารถทำได้ภายใต้สถานการณ์บางอย่างเท่านั้นกล่าวคือในระบบที่มีสถานะควอนตัมเพียงสองสถานะ “ ตัวอย่างเช่นในกรณีของเราเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อต้นทางและปลายทางอยู่ใกล้กันมาก” นักฟิสิกส์หญิงอธิบาย "จากนั้นคลื่นวัสดุของอะตอมในสถานที่ทั้งสองจะทับซ้อนกันและอะตอมสามารถส่งตรงไปยังปลายทางได้ในคราวเดียวนั่นคือไม่มีการหยุดกลางคัน"
อย่างไรก็ตามสถานการณ์เปลี่ยนไปเมื่อระยะทางเพิ่มขึ้นเป็นหลายสิบค่าของความกว้างของคลื่นสสารเช่นเดียวกับในการทดลองบอนน์ การเทเลพอร์ตโดยตรงเป็นไปไม่ได้ในระยะทางเหล่านี้ ในทางกลับกันอนุภาคจะต้องผ่านสถานะกลางหลาย ๆ สถานะเพื่อที่จะไปถึงปลายทางสุดท้าย: ระบบสองระดับกลายเป็นหลายระดับ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าขีด จำกัด ความเร็วที่ต่ำกว่านั้นใช้กับกระบวนการดังกล่าวมากกว่าที่นักฟิสิกส์โซเวียตสองคนคาดการณ์ไว้ ประเด็นก็คือไม่เพียง แต่พิจารณาจากความไม่แน่นอนของพลังงานเท่านั้น แต่ยังพิจารณาจากจำนวนสถานะกลางด้วย ดังนั้นงานใหม่นี้จึงปรับปรุงความเข้าใจเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับกระบวนการควอนตัมที่ซับซ้อนและข้อ จำกัด
ข้อสรุปของนักฟิสิกส์มีความสำคัญไม่น้อยสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม การคำนวณที่เป็นไปได้ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการจัดการระบบหลายระดับ อย่างไรก็ตามสถานะควอนตัมมีความเปราะบางมาก พวกเขาใช้เวลาเพียงช่วงสั้น ๆ - เวลาแห่งการเชื่อมโยงกัน การศึกษาใหม่เผยให้เห็นจำนวนปฏิบัติการสูงสุดที่นักวิทยาศาสตร์สามารถดำเนินการได้ในช่วงเวลาจัดตำแหน่ง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้อย่างเหมาะสม
อ่านยัง
แผนที่แรกที่แม่นยำของโลกถูกสร้างขึ้น คนอื่นผิดอะไร
นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกเป็นครั้งแรกว่าดาวเคราะห์ก่อตัวรอบดาวฤกษ์มวลต่ำอย่างไร
มีการค้นพบเวชศาสตร์ชะลอวัยที่ขจัดเซลล์ชรา