אם התיאוריה הקוונטית נכונה, ולאחר מכן מתוך חלקיקים קוונטים כאלה כמו אטומים, אתה יכול לצפות התנהגות מוזרה מאוד. אבל למרות הכאוס, הם עשויים להיראות פיסיקה קוונטית, בעולם המדהים הזה של חלקיקים זעירים יש חוקים משלהם. לאחרונה, צוות המדענים מאוניברסיטת בון הצליח להוכיח כי בעולם הקוונטי - ברמה של פעולות קוונטיות מורכבות - מגבלת המהירות תקף. אטומים, להיות חלקיקים קטנים בלתי ניתנים לחלוקה, במובן מסוים דומים בועות של שמפניה בכוס. אתה יכול לתאר אותם כמו גלים של חומר, אבל ההתנהגות שלהם יותר דומה כדור ביליארד ולא נוזלי. בכלל אשר יבוא לזכור את הרעיון מהר מאוד להעביר את האטום ממקום למקום, צריך לפעול עם ידע ומיומנות כמו מלצר מנוסה על מסיבות - לא שפיכה של שמפניה מ תריסר משקפיים על מגש, labby בין שולחנות. אבל גם במקרה זה, הניסוי יעמוד בפני גבול מהירות מסוימת - גבול לחרוג מה הוא בלתי אפשרי. התוצאות שהתקבלו במהלך המחקר חשובות להפעלת מחשבים קוונטיים, והאזור הזה, כקורא יקר כנראה יודע, מתפתח באופן פעיל בשנים האחרונות.
הגבלת מהירות על הדוגמה של אטום הציום
המחקר שפורסם במגזין סקירה פיזית X, פיסיקאים הצליחו להוכיח את קיומו של מגבלת מהירות במהלך פעולות קוונטיות מורכבות. במהלך העבודה, מדענים מאוניברסיטת בון, וכן פיסיקאים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), מרכז המחקר של ג'וליחא, אוניברסיטאות המבורג, קלן ופדואה, היכן להגביל.
לשם כך, מחברי העבודה המדעית לקחו את אטום הציום ושלחו שתי קורות לייזר מושלמות זו בזו זו בזו. מטרת המחקר היתה למקסם את מסירת אטום הציום למקום הנכון בצורה כזו שהאטום לא "נופל" מהעמק "המיועד כטיפת שמפניה מהכוס. סופרפוזיציה כזו של הפיזיקה נקראת חדירה, היא יוצרת גל אור עומד, שמזכיר את רצף ההרים הראשונים של "הרים" ו"דולין ". במהלך הניסוי הפיזיקה, האטום הציום נטען באחד מאותם "עמקים", ולאחר מכן הוביל את גל האור העמק בתנועה, אשר עקירה את המיקום "עמק".
גל אלקטרומגנטי עומד הוא שינוי תקופתי במשרעת של השדות החשמליים והמגנטיים לאורך התפשטות הנגרמת על ידי התערבות של האירוע ומשתקף בגלים.
העובדה שבמיקרומטר יש מגבלת מהירות, הוכחה תיאורטית לפני יותר מ -60 שנה על ידי שני פיסיקאים סובייטים ליאוניד מנדלסטאם ואיגור טאם. הם הראו כי המהירות המקסימלית בפעולות הקוונטים תלויה באי ודאות באנרגיה, כלומר, איך "חופשי" חלקיק מניפולציה ביחס למדינות האנרגיה האפשריות שלו: יותר חופש האנרגיה, זה מהיר יותר. לדוגמה, במקרה של הובלה של אטום הציום, עמוק יותר "עמק", שבו אטום נופל, כך חילק יותר את האנרגיה של מדינות קוונטום ב "עמק", ובסופו של דבר מהר יותר אטום ניתן להעביר.
משהו דומה ניתן לראות בקפידה צופה במלצר במסעדה: אם זה ממלא את המשקפיים חצי (לבקשת האורח), אז הסיכויים לשפוך ירידה שמפניה, למרות מהירות שבה המלצר מבדיל את המשקה. עם זאת, חופש האנרגיה של חלקיק נפרד הוא בלתי אפשרי לקחת ולהגדיל. "אנחנו לא יכולים לעשות את" עמקנו "עמוק, כי זה דורש יותר מדי אנרגיה," מחברי המחקר לכתוב.
כדי להיות מודעים תמיד לתגליות המדעיות האחרונות בתחום הפיסיקה והטכנולוגיות הגבוהות, הצטרף כמנוי לערוץ החדשות שלנו במברק!
תוצאות חדשות למדע
מגבלת המהירות המוצעת על ידי מנדלשטאם ו Tamm היא בסיסית. עם זאת, ניתן להשיג אותו בנסיבות מסוימות, כלומר במערכות רק עם שתי מדינות קוונטיות אפשריות. במקרה של מחקר, למשל, זה קרה כאשר נקודת המוצא והיעד היו קרובים מאוד זה לזה. "אז גלי אטום של אמא בשני המקומות הם על גבי זה, ואת האטום יכול להיות מועבר ישירות ליעד בכל פעם, כלומר, ללא כל עצירות ביניים. זה נראה כמו טלפורטציה בסדרה "שביל כוכבים" - אמר מחברי המחקר על ידי פרסום Phys.org.
ובכל זאת, המצב משתנה כאשר המרחק בין נקודת המוצא לבין היעד גדל לכמה עשרות ערכי גל של חומר, כמו בניסוי החוקרים מאוניברסיטת בון. במרחקים כאלה, טלפורטציה ישירה היא בלתי אפשרית. במקום טלפורטציה כדי להשיג יעד, חלקיק חייב לעבור מספר מרחקים ביניים: וזה כאן כי המצב של שני ברמה נכנס לרמה רב.
קרא גם: האם מכונאי קוונטי להסביר את קיומו של זמן שטח?
תוצאות המחקר הראו כי מגבלת המהירות הנמוכה חלה על תהליכים אלה מאשר המדענים הסובייטיים זוהו: הוא נקבע לא רק על ידי אי הוודאות של אנרגיה, אלא גם את מספר מדינות ביניים. כל האמור לעיל פירושו שמחקר חדש משפר את ההבנה התיאורטית של תהליכי הקוונטים המורכבים ומגבלות.
אטומים ומחשבים קוונטיים
לדברי הפיסיקה, התוצאות שהתקבלו חלות בתחום המחשבים הקוונטים. כל זאת, כי הניסוי שבוצע מוקדש להעברת אטום, ותהליכים אלה מתרחשים במחשב הקוונטי. כאשר סיביות קוונטיות מיושמות על ידי אטומים, הם חייבים להיות מועברים מאזור מעבד אחד למשנהו. זה בדיוק התהליך שצריך לעשות מהר מאוד, אחרת כל קשרו ייעלם. הודות למגבלת המהירות הקוונטית, אפשר לחזות במדויק את מהירות הדבר תיאורטית.
עבור מחשבים קוונטיים, עם זאת, התוצאות שהתקבלו לא מתכוון לגבול של מהירות המחשוב. העובדה כי מחשב קוונטי יכול לחשב כל כך מהר, המשויך בעיקר עם משך כזה, אלא עם מספר הפעולות. מחשב קוונטי לביצוע משימה ספציפית דורש הרבה פחות פעולות מאשר המחשב הרגיל. חישוב באמצעות מחשב קוונטי דומה למציאת מבוך ללא צורך לבדוק ברצף את כל הנתיבים האפשריים. זה כי ההאצה היא: אתה רק צריך לשלוח מחשב קוונטי דרך labyrinth פעם אחת, בעוד עם מחשב קלאסי אתה צריך לנסות מספר גדול מאוד של אפשרויות אחד אחד.
זה יהיה מעניין בשבילך: מחשב קוונטי נוצר בסין, אשר פתר את המשימה הקשה ביותר עבור 200 שניות
לדברי המחבר המוביל של המחקר של אנדריאה אלברטי, אין השלכות במובן זה עבור כוח המחשוב של מחשב קוונטי. אבל מגבלת המהירות הקוונטית מעניינת מסיבה נוספת - המגבלה המזוהה מראה כי ניתן לבצע מספר גדול משמעותית של פעולות מאשר בעבר חשב.