Ef skammtastigið er rétt, þá geturðu búist við mjög skrýtnum hegðun. En þrátt fyrir óreiðu, geta þau virst Quantum eðlisfræði, í þessum ótrúlega heimi örlítið agna eru eigin lög. Nýlega tókst lið vísindamanna frá Háskólanum í Bonn að sanna að í Quantum World - á vettvangi flókinna skammtaaðgerða - hraðastigið gildir. Atóm, eru lítil óbreytt agnir, í sumum skilningi líkjast loftbólur af kampavíni í glasi. Þú getur lýst þeim sem öldur málsins, en hegðun þeirra líkist meira billjard boltanum og ekki fljótandi. Hver sem mun koma í veg fyrir hugmyndina mjög fljótt til að færa atómið frá einum stað til annars, ætti að starfa með þekkingu og færni sem reyndur þjónn á veislu - ekki að úthella kampavíni úr tugi gleraugu á bakki, Labby milli töflur. En jafnvel í þessu tilfelli mun tilraunirinn standa frammi fyrir ákveðnum hámarkshraði - takmörk til að fara yfir sem er ómögulegt. Niðurstöðurnar sem fengnar eru í rannsókninni eru mikilvæg fyrir rekstur skammtafyrirtækja og þetta svæði, sem kæru lesandi veit líklega, hefur verið að þróast á undanförnum árum.
Hraði takmörk á dæmi um cesium atóm
Rannsóknin sem birt var í tímaritinu Líkamleg endurskoðun X, eðlisfræðingar náðu til að sanna tilvist hámarkshraða á flóknum skammtaaðgerðum. Í vinnunni, vísindamenn frá Háskólanum í Bonn, sem og eðlisfræðingar frá Massachusetts Institute of Technology (MIT), Juliha Research Center, Hamburg Háskólar, Köln og Padua, komu út hvar á að takmarka.
Fyrir þetta tóku höfundar vísindalegrar vinnu cesiumatómsins og sendu tvær leysir geislar sem eru fullkomin á hver öðrum. Tilgangur rannsóknarinnar var að hámarka afhendingu cesium atómsins á réttan stað á þann hátt að atómið "falli" frá tilnefndum "dalnum" sem dropi af kampavíni úr glerinu. Slík yfirfærsla eðlisfræði er kallað infarence, það skapar standandi ljósbylgju, sem minnir upphaflega fasteiginleika "fjalla" og "Dolin". Í tengslum við eðlisfræði tilraunina var Cesium Atominn hlaðinn inn í einn af þessum "dali" og leiddi síðan stóðljósið í hreyfingu, sem flutti "dalinn" stöðu.
Standandi rafsegulbylgju er reglubundið breyting á amplitude rafmagns- og segulsvæða meðfram stefnu fjölgun vegna truflunar á atvikinu og endurspeglast öldurnar.
Sú staðreynd að í micrometer er hámarkshraði, var fræðilega sýnt yfir 60 árum síðan af tveimur Sovétríkjanna eðlisfræðingum Leonid Mandelstam og Igor Tamm. Þeir sýndu að hámarkshraði í skammtastarfsemi fer eftir orkuóvissu, það er hvernig "ókeypis" handleika agna í tengslum við hugsanlega orkumál þess: því meiri orkufrelsi, það er hraðar. Til dæmis, þegar um er að ræða flutning á cesiumatóminu, dýpra "dalinn", þar sem atómið fellur, því meira dreift orku skammtastaða í "dalnum", og að lokum er hægt að færa atómið.
Eitthvað svipað má sjá vandlega að horfa á þjóninn á veitingastaðnum: Ef það fyllir gleraugu hálf (að beiðni gesta), þá líkar líkurnar á að úthella kampavín, þrátt fyrir hraða sem þjónninn greinir drykkinn. Engu að síður er orkunnarfrelsi sérstaks agna ómögulegt að taka og stækka. "Við getum ekki gert" dalinn okkar "óendanlega djúpt, því það krefst of mikils orku," höfundar rannsóknarinnar skrifa.
Að alltaf vera meðvitaðir um nýjustu vísindarannsóknir á sviði eðlisfræði og hátækni, gerast áskrifandi að fréttastöðinni okkar í símskeyti!
Nýjar niðurstöður fyrir vísindi
Hraði takmörk lagt af Mandelshtam og Tamm er grundvallaratriði. Hins vegar er hægt að ná því undir ákveðnum kringumstæðum, þ.e. í kerfum aðeins með tveimur mögulegum skammtafræði. Ef um er að ræða rannsókn, til dæmis, gerðist það þegar brottför og áfangastað var mjög nálægt hver öðrum. "Þá eru öldurnar af málum móðurinnar á báðum stöðum á hvor aðra, og atómið er hægt að afhenda beint á áfangastað í einu, það er án þess að nota millistöðvum. Það lítur út eins og teleportation í röðinni "Star Path," - sagði höfundar rannsóknarinnar með útgáfu Phys.org.
Og enn breytist ástandið þegar fjarlægðin milli brottfararpunktsins og áfangastaðarins eykst í nokkrum tugi bylgjugildum málsins, eins og í tilraunum vísindamanna frá Háskólanum í Bonn. Á slíkum vegalengdum er bein teleportation ómögulegt. Í stað þess að telepeportation til að ná áfangastað verður agna að standast fjölda millistigalengd: og það er hér að ástandið á tveggja stigum fer í multi-láréttur flötur.
Lesið líka: Getur skammtafræði að útskýra tilvist rýmis tíma?
Niðurstöður rannsóknarinnar sýndu að lægri hámarkshraði gilda um slíkar aðferðir en Sovétríkjanna vísindamenn voru greindar: það er ekki aðeins ákveðið af óvissu um orku heldur einnig fjölda millistigs. Allt ofangreint þýðir að ný rannsókn bætir fræðilegan skilning á flóknum skammtaferlum og takmörkunum.
Atóm og skammtafræði
Samkvæmt eðlisfræði eru niðurstöðurnar sem fengnar eiga við á sviði skammtafyrirtækja. Allt vegna þess að tilraunin sem gerð er er varið til að flytja atóm, og slíkar aðferðir eiga sér stað í skammtafræði. Þegar quantum bits eru framkvæmdar af atómum verða þau að flytja frá einu örgjörva svæði til annars. Þetta er einmitt ferlið sem þarf að gera mjög fljótt, annars mun allt tenging hans hverfa. Þökk sé skammtastiginu er nú hægt að spá nákvæmlega hvaða hraða er fræðilega mögulegt.
Fyrir skammtaframleiðendur, en niðurstöðurnar sem fæst þýðir ekki takmörk tölvunarhraða. Sú staðreynd að skammtafyrirtæki getur reiknað svo fljótt, fyrst og fremst í tengslum við lengd sem slík, heldur með fjölda aðgerða. Quantum tölva til að framkvæma tiltekið verkefni krefst miklu minni starfsemi en venjulegur tölva. Útreikningur með því að nota skammtafyrirtæki er svipað og að finna út völundarhúsið án þess að þurfa að fylgjast með öllum mögulegum leiðum. Það er í þessu að hröðunin er: þú þarft aðeins að senda skammtaforrit í gegnum völundarhús einu sinni einu sinni, en með klassískum tölvu þarftu að prófa mjög mikið af valkostum einn í einu.
Það verður áhugavert fyrir þig: Quantum tölva hefur verið búið til í Kína, sem leysti erfiðasta verkefni í 200 sekúndur
Samkvæmt leiðandi höfundur rannsóknarinnar á Andrea Alberti, eru engar afleiðingar í þessum skilningi fyrir tölvunarafl á skammtafræði. En skammtastigið er áhugavert af öðrum ástæðum - uppgötvað takmörkin sýnir að hægt er að framkvæma verulega stærri starfsemi en áður var talið.