Bilim insanları, zamanın "ekstra" bir boyutunu yaratmak için atomları Fibonacci lazeriyle patlattı. Yeni aşama
Kuantum ölçümleri neden benzersizdir?
Sıradan bilgisayarlar (0 ve 1) bitlerini kullanır.tüm hesaplamaların temelini oluşturur. Ancak kuantum bilgisayarlar, 0 veya 1 durumunda da bulunabilen kübitleri kullanmak üzere tasarlanmıştır. Ancak benzerlikler burada sona eriyor. Kuantum dünyasının tuhaf yasaları sayesinde, kübitler, 0 ve 1 durumlarının bir kombinasyonunda veya süperpozisyonunda, ölçülene kadar var olabilir, ardından rastgele 0 veya 1'e çökerler.
Bu garip davranış gücün anahtarıdırkuantum hesaplama, çünkü kübitlerin kuantum dolaşıklığı yoluyla birbirleriyle iletişim kurmasına izin verir. İki veya daha fazla kübiti birbirine bağlar, bir parçacıktaki herhangi bir değişikliğin diğerinde bir değişikliğe neden olacağı şekilde bağlantı kurar. Bu, çok büyük bir mesafeyle ayrılsalar bile gerçekleşecek. Böylece kuantum bilgisayarlar, klasik cihazlara kıyasla hesaplama güçlerini katlanarak artırarak aynı anda birden fazla hesaplama yapabilir.
Sorun nedir?
Kuantum bilgisayarların gelişimi bir kişi tarafından engelleniyordezavantaj: kübitler sadece etkileşip birbirleriyle karışmazlar. Kuantum bilgisayarın dışındaki ortamdan tam olarak izole edilememeleri nedeniyle dış ortamla etkileşime girerler. Sonuç olarak, bu onların kuantum özelliklerinin ve eşevresizlik sürecinde taşıdıkları bilgilerin kaybına yol açar.
Kuantum fiziği. Wikimedia Commons'tan orijinal kamu malı resmi
Kapak fotoğrafı: Berndthaller, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons aracılığıyla
Başka bir deyişle, tüm atomları sıkı kontrol altında tutsanız bile, bilim adamlarının planladığı gibi değil, çevre ile etkileşime girerek "kuantumluklarını" kaybedebilirler.
bir çözüm var
Fizik uyumsuzluğunun etkilerini atlatmak içinözel bir aşama seti kullandı - topolojik. Kuantum dolaşıklığı, kuantum cihazlarının yalnızca kübitlerin tek statik konumları aracılığıyla bilgileri kodlamasına izin vermekle kalmaz, aynı zamanda bunları, malzemenin dolaşmış durumlarının tam biçiminde veya topolojisinde tüm malzemelerin dinamik hareketlerine ve etkileşimlerine dokumasına da izin verir. Bu, bilgileri tek bir parça yerine birden çok parçadan oluşan bir biçimde kodlayan bir "topolojik" kübit oluşturur. Bu, aşamaya göre bilgi kaybetme olasılığını azaltır.
Bir aşamadan diğerine geçişin anahtar işaretidiğeri ise fiziksel simetrilerin kırılmasıdır; fizik yasalarının bir nesne için zaman veya uzayın herhangi bir noktasında aynı olduğu fikri. Bir sıvı olarak su molekülleri, uzayın herhangi bir noktasında ve her yönde aynı fiziksel yasaları takip eder.
Ama suyu yeterince soğutursanızbuza dönüştüğünde, molekülleri kristal yapı veya kafes boyunca doğru noktaları seçecektir. Su molekülleri birdenbire uzayda işgal ettikleri noktaları tercih ederek diğerlerini boş bırakırlar. Sonuç olarak, suyun uzaysal simetrisi kendiliğinden bozulur. Bu, bilim adamlarına kuantum bilgisayarın içinde yeni bir topolojik aşamaya ilham verdi. Önemli bir fark, bu yeni aşamada simetrinin uzayda değil, zamanda kırılmasıdır.
Ek bir boyut nasıl oluşturulur?
Fizikçiler, bir faz yaratma niyetinde değildiler.teorik ek zaman boyutu ve kuantum verilerinin depolanmasını iyileştirecek bir yöntem aramadı. Bunun yerine, maddenin var olabileceği bir form olan maddenin yeni bir evresini yaratmak istediler. Tabii ki, standart olanlara ek olarak - katı, sıvı, gaz ve plazma.
Bu kuantum bilgisayarda fizikçiler,zamanın iki boyutu varmış gibi davranan maddenin daha önce hiç görülmemiş bir aşaması. Faz, kuantum bilgilerinin mevcut yöntemlerden çok daha uzun süre bozulmadan korunmasına yardımcı olabilir. Fotoğraf: kuantum
Yeni bir aşama yaratmaya başladılarQuantinuum'un bir vakum odasında 10 iterbiyum iyonundan oluşan H1 kuantum işlemcisi. Orada bir iyon tuzağındaki lazerler tarafından hassas bir şekilde kontrol ediliyorlar. Plana göre fizikçiler, zincirdeki her iyona lazer yardımıyla periyodik sarsıntı vererek (onları patlatarak) sürekli zaman simetrisini kırmak istiyorlardı.
Sonuç nedir?
Şimdi, maddenin yeni bir evresi yaratıldı.10 iterbiyum iyonundan oluşan bir diziyi ritmik olarak sallayan lazerler, bilim adamlarının bilgileri hatasız bir şekilde depolamasına olanak tanır. Bu, verileri bozmadan uzun süre depolayan kuantum bilgisayarların geliştirilmesine yardımcı olacaktır. Araştırmacılar bulgularını Nature dergisinde 20 Temmuz'da yayınlanan bir makalede özetlediler.
Şimdi teorik bir "ekstra" zaman boyutunu dahil etmek, maddenin evreleri hakkında tamamen farklı bir düşünme biçimidir.
Daha fazla oku:
Betelgeuse'deki rekor koronal kütle atımı güneşten 400 milyar kat daha büyük
Megalodon bir seferde katil balina büyüklüğünde bir hayvan yedi
Everest, orada olmaması gereken DNA izleri buldu