Jekk it-teorija kwantistika hija korretta, allura minn dawn il-partiċelli kwantistiċi bħal atomi, ghandek tistenna imġiba stramba ħafna. Iżda minkejja l-kaos, jistgħu jidhru fiżika kwantistika, f'din id-dinja aqwa ta 'partiċelli żgħar hemm il-liġijiet tagħhom stess. Riċentement, it-tim ta 'xjentisti mill-Università ta' Bonn irnexxielu jipprova li fid-dinja kwantistika - fil-livell ta 'operazzjonijiet kwantistiċi kumplessi - il-limitu tal-veloċità huwa validu. Atomi, Li huma partiċelli żgħar indiviżibbli, f'xi sens jixbħu bżieżaq ta 'xampanja fil-ħġieġ. Tista 'tiddeskrivihom bħala mewġiet ta' materja, iżda l-imġiba tagħhom tixbah ballun tal-biljard u mhux likwidu. Kull min se jiġi f'moħħna l-idea malajr ħafna biex tmexxi l-atomu minn post għall-ieħor, għandu jaġixxi bl-għarfien u l-ħila bħala wejter ta 'esperjenza fuq banquet - mhux tixrid ta' xampanja minn tużżana tazzi fuq trej, laby bejn il- Tabelli. Iżda anke f'dan il-każ, l-esperimentatur se jiffaċċja ċertu limitu tal-veloċità - limitu li jaqbeż liema huwa impossibbli. Ir-riżultati miksuba matul l-istudju huma importanti għall-operazzjoni ta 'kompjuters quantum, u din iż-żona, bħala qarrej għażiż probabbilment jaf, ilu jiżviluppa attivament fis-snin riċenti.
Limitu tal-veloċità fuq l-eżempju tal-Atom Cesium
L-istudju ppubblikat fir-reviżjoni fiżika tar-rivista X, il-fiżiċi rnexxielhom juru esperimentali l-eżistenza ta 'limitu ta' veloċità waqt operazzjonijiet kwantistiċi kumplessi. Matul ix-xogħol, ix-xjentisti mill-Università ta 'Bonn, kif ukoll fiżiċi mill-Istitut tat-Teknoloġija ta' Massachusetts (MIT), Ċentru ta 'Riċerka Juliha, Universitajiet ta' Hamburg, Cologne u Padua, sab fejn jirrestrinġu.
Għal dan, l-awturi tax-xogħol xjentifiku ħa l-atomu tas-Cesium u bagħtu żewġ raġġi tal-lejżer perfetti fuq xulxin kontra xulxin. L-iskop ta 'l-istudju kien li timmassimizza l-kunsinna ta' l-atomu Cesium għall-post dritt b'tali mod li l-atomu ma "jaqgħu" mill-nominati "wied" bħala qatra xampanja mill-ħġieġ. Suposizzjoni bħal din tal-fiżika tissejjaħ infarenza, toħloq mewġa tad-dawl permanenti, li tfakkar is-sekwenza inizjalment immobbli ta '"muntanji" u "dolin". Matul l-esperiment tal-fiżika, l-atomu ta 'Cesium ġie mgħobbi f'waħda minn dawn il- "widien", u mbagħad mexxa l-mewġa tad-dawl permanenti miexja, li spostata l-pożizzjoni "wied".
Permanenti Wave Elettromanjetika hija bidla perjodika fl-amplitudni ta 'l-oqsma elettriċi u manjetiċi tul id-direzzjoni tal-propagazzjoni kkawżata mill-interferenza tal-inċident u l-mewġ rifless.
Il-fatt li fil-mikrometru hemm limitu tal-veloċità, kien teoretikament murija aktar minn 60 sena ilu minn żewġ fiżiċi Sovjetiċi Leonid Mandelstam u Igor Tamm. Huma wrew li l-veloċità massima fl-operazzjonijiet kwantistika tiddependi fuq l-inċertezza tal-enerġija, jiġifieri, kif "ħielsa" partiċella manipulata fir-rigward tal-Istati tal-enerġija possibbli tagħha: Il-libertà tal-enerġija, huwa aktar mgħaġġel. Per eżempju, fil-każ ta 'trasport tal-Atom Cesium, l-aktar profonda l- "Wied", li fih l-Atom Falls, l-aktar distribwiti l-enerġija ta' stati kwantistiċi fil- "Wied", u finalment l-aktar mgħaġġel l-atomu jista 'jiġi mċaqlaq.
Xi ħaġa simili tista 'tidher sew jaraw il-wejter fir-ristorant: Jekk timla l-nuċċalijiet nofs (fuq talba tal-mistieden), allura ċansijiet li jitfa' tnaqqis xampanja, minkejja l-veloċità li l-wejter jiddistingwi x-xarba. Madankollu, il-libertà tal-enerġija ta 'partiċella separata hija impossibbli li tieħu u tkabbar. "Ma nistgħux nagħmlu" wied "tagħna infinitament fil-fond, għax jeħtieġ wisq enerġija," l-awturi tal-kitba tal-istudju.
Biex dejjem ikunu konxji ta 'l-aħħar skoperti xjentifiċi fil-qasam tal-fiżika u t-teknoloġiji għoljin, tabbona għall-kanal tal-aħbarijiet tagħna f'telegramma!
Riżultati ġodda għax-xjenza
Il-limitu tal-veloċità propost minn Mandelshtam u Tamm huwa fundamentali. Madankollu, huwa possibbli li jinkiseb taħt ċerti ċirkostanzi, jiġifieri f'sistemi biss b'żewġ stati kwantistiċi possibbli. Fil-każ ta 'studju, pereżempju, ġara meta l-punt tat-tluq u d-destinazzjoni kienu viċin ħafna għal xulxin. "Imbagħad il-mewġiet ta 'atomu tal-omm fiż-żewġ postijiet huma superimposti fuq xulxin, u l-atomu jista' jitwassal direttament lejn id-destinazzjoni fi żmien, jiġifieri, mingħajr waqfiet intermedji. Jidher qisu teleportation fis-serje "Path Star," - qal l-awturi tal-istudju mill-pubblikazzjoni ta 'Hys.org.
U madankollu, is-sitwazzjoni tinbidel meta d-distanza bejn il-punt tat-tluq u d-destinazzjoni tiżdied għal diversi valuri tal-mewġ tużżana tal-materja, bħal fl-esperiment tar-riċerkaturi mill-Università ta 'Bonn. F'dawn id-distanzi, it-teleportazzjoni diretta hija impossibbli. Minflok teleportation biex jinkiseb destinazzjoni, partiċella trid tgħaddi numru ta 'distanzi intermedji: u huwa hawnhekk li s-sitwazzjoni ta' żewġ livelli tmur f'diversi livelli.
Aqra wkoll: Jista 'mekkanik quantum jispjega l-eżistenza ta' spazju fil-ħin?
Ir-riżultati tal-istudju wrew li l-limitu ta 'veloċità aktar baxx japplika għal proċessi bħal dawn mix-xjentisti Sovjetiċi ġew identifikati: huwa ddeterminat mhux biss mill-inċertezza tal-enerġija, iżda wkoll in-numru ta' stati intermedji. Kollha ta 'hawn fuq ifisser li studju ġdid itejjeb il-fehim teoretiku ta' proċessi kwantistiċi kumplessi u restrizzjonijiet.
Atomi u Kompjuters Quantum
Skond il-fiżika, ir-riżultati miksuba huma applikabbli fil-qasam tal-kompjuters kwantistiċi. Kollha minħabba li l-esperiment imwettaq huwa ddedikat għat-trasferiment ta 'atomu, u dawn il-proċessi jseħħu fil-kompjuter quantum. Meta bits quantum jiġu implimentati mill-atomi, dawn għandhom jiġu trasferiti minn żona proċessur wieħed għall-ieħor. Dan huwa eżattament il-proċess li jeħtieġ li jsir malajr ħafna, inkella l-konnessjoni kollha tiegħu jisparixxu. Grazzi għall-limitu tal-veloċità kwantistika, issa huwa possibbli li wieħed ibassar b'mod preċiż liema veloċità hija teoretikament possibbli.
Għal kompjuters kwantistiċi, madankollu, ir-riżultati miksuba ma jfissirx il-limitu tal-veloċità tal-kompjuter. Il-fatt li kompjuter kwantistiku jista 'jikkalkula hekk malajr, primarjament assoċjat ma' tul ta 'żmien, iżda pjuttost bin-numru ta' operazzjonijiet. Kompjuter kwantistiku biex iwettaq kompitu speċifiku jeħtieġ ħafna inqas operazzjonijiet mill-kompjuter tas-soltu. Il-kalkolu bl-użu ta 'kompjuter kwantistiku huwa simili għal dak li jsib il-labirint mingħajr il-ħtieġa li tivverifika b'mod sekwenzjalment il-mogħdijiet kollha possibbli. Huwa f'dan li l-aċċelerazzjoni hija: għandek bżonn biss tibgħat kompjuter quantum permezz ta 'labirint darba waħda, filwaqt li ma' kompjuter klassiku għandek bżonn tipprova numru kbir ħafna ta 'għażliet wieħed wieħed.
Ikun interessanti għalik: Inħoloq kompjuter kwantistiku fiċ-Ċina, li ssolvi l-iktar kompitu diffiċli għal 200 sekonda
Skond l-awtur ewlieni tal-istudju ta 'Andrea Alberti, m'hemm l-ebda konsegwenza f'dan is-sens għall-qawwa tal-kompjuter ta' kompjuter kwantistiku. Iżda l-limitu tal-veloċità kwantistiku huwa interessanti għal raġuni oħra - il-limitu misjub juri li huwa possibbli li ssir numru kbir ta 'operazzjonijiet b'mod sinifikanti milli qabel.