หากทฤษฎีควอนตัมนั้นถูกต้องจากอนุภาคควอนตัมเช่นอะตอมคุณสามารถคาดหวังพฤติกรรมที่แปลกมาก แต่แม้จะมีความโกลาหลพวกเขาอาจดูฟิสิกส์ควอนตัมในโลกที่น่าทึ่งของอนุภาคเล็ก ๆ นี้มีกฎหมายของตัวเอง เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก University of Bonn จัดการเพื่อพิสูจน์ว่าในโลกควอนตัม - ในระดับของการดำเนินการควอนตัมที่ซับซ้อน - ขีด จำกัด ความเร็วถูกต้อง อะตอมเป็นอนุภาคที่แบ่งแยกขนาดเล็กเล็ก ๆ น้อย ๆ ในแง่หนึ่งคล้ายกับฟองแชมเปญในแก้ว คุณสามารถอธิบายได้ว่าเป็นคลื่นของสสาร แต่พฤติกรรมของพวกเขามีลักษณะคล้ายกับลูกบิลเลียดและไม่ใช่ของเหลว แต่ละคนที่นึกถึงความคิดอย่างรวดเร็วในการย้ายอะตอมจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งควรทำหน้าที่ด้วยความรู้และทักษะในฐานะพนักงานเสิร์ฟที่มีประสบการณ์ในงานเลี้ยง - ไม่ใช่การไหลของแชมเปญจากแว่นตาโหลบนถาดลาบ ตาราง แต่แม้ในกรณีนี้ผู้ทดลองจะต้องเผชิญกับขีด จำกัด ความเร็วบางอย่าง - จำกัด เกินซึ่งเป็นไปไม่ได้ ผลลัพธ์ที่ได้รับในระหว่างการศึกษามีความสำคัญต่อการทำงานของควอนตัมคอมพิวเตอร์และบริเวณนี้ในฐานะผู้อ่านที่รักอาจรู้ว่าได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขันในปีที่ผ่านมา
จำกัด ความเร็วในตัวอย่างของอะตอมซีเซียม
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในการตรวจสอบทางกายภาพของนิตยสาร X นักฟิสิกส์สามารถพิสูจน์การทดลองการมีอยู่ของการ จำกัด ความเร็วในระหว่างการดำเนินการควอนตัมที่ซับซ้อน ในระหว่างการทำงานนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบอนน์รวมถึงนักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ศูนย์วิจัย Juliha มหาวิทยาลัยฮัมบูร์กโคโลญและปาดัวพบว่าต้อง จำกัด ที่ไหน
สำหรับสิ่งนี้ผู้เขียนงานวิทยาศาสตร์เอาอะตอมซีเซียมและส่งลำแสงเลเซอร์สองลำที่สมบูรณ์แบบต่อกัน วัตถุประสงค์ของการศึกษาคือการเพิ่มการส่งมอบอะตอมซีเซียมในสถานที่ที่เหมาะสมในลักษณะที่อะตอมไม่ได้ "ตก" จาก "หุบเขา" ที่กำหนดเป็นหยดแชมเปญจากแก้ว การทับซ้อนฟิสิกส์ดังกล่าวเรียกว่าการติดเชื้อมันสร้างคลื่นแสงยืนซึ่งทำให้ลำดับแรกของ "ภูเขา" และ "Dolin" ในการทดลองทางฟิสิกส์อะตอมซีเซียมได้รับการโหลดเป็นหนึ่งใน "หุบเขา" เหล่านี้แล้วนำคลื่นแสงที่ยืนอยู่ในการเคลื่อนไหวซึ่งแทนที่ตำแหน่ง "หุบเขา"
การยืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในแอมพลิจูดของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตามทิศทางของการขยายพันธุ์ที่เกิดจากการรบกวนของเหตุการณ์และคลื่นสะท้อนแสง
ความจริงที่ว่าในไมโครมิเตอร์มีการ จำกัด ความเร็วแสดงให้เห็นในทางทฤษฎีเมื่อ 60 ปีที่แล้วโดยนักฟิสิกส์โซเวียตสองคน Leonid Mandelstam และ Igor Tamm พวกเขาแสดงให้เห็นว่าความเร็วสูงสุดในการดำเนินงานควอนตัมขึ้นอยู่กับความไม่แน่นอนของพลังงานนั่นคือ "ฟรี" อนุภาคที่มีการจัดการกับสถานะพลังงานที่เป็นไปได้: เป็นอิสระพลังงานมากขึ้นมันเร็วขึ้น ตัวอย่างเช่นในกรณีที่การขนส่งของอะตอมซีเซียม, "หุบเขา" ที่ลึกลงไปซึ่ง Atom Falls ซึ่งมีการกระจายพลังงานของรัฐควอนตัมใน "หุบเขา" และท้ายที่สุดก็สามารถเคลื่อนย้ายอะตอมได้เร็วขึ้น
บางสิ่งที่คล้ายกันสามารถมองเห็นได้อย่างระมัดระวังดูบริกรในร้านอาหาร: ถ้ามันเติมเต็มแว่นตาครึ่ง (ตามคำร้องขอของแขก) จากนั้นโอกาสที่จะลดลงแชมเปญลดลงแม้จะมีความเร็วที่บริกรแยกเครื่องดื่ม อย่างไรก็ตามเสรีภาพด้านพลังงานของอนุภาคแยกต่างหากเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้และขยาย "เราไม่สามารถทำให้" หุบเขา "ของเราลึกลงไปอย่างไม่ จำกัด เพราะต้องใช้พลังงานมากเกินไป" ผู้เขียนของการศึกษาเขียน
เพื่อตระหนักถึงการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดในสาขาฟิสิกส์และเทคโนโลยีชั้นสูงสมัครสมาชิกช่องข่าวของเราในโทรเลข!
ผลลัพธ์ใหม่สำหรับวิทยาศาสตร์
การ จำกัด ความเร็วที่เสนอโดย Mandelshtam และ Tamm เป็นพื้นฐาน อย่างไรก็ตามเป็นไปได้ที่จะบรรลุเป้าหมายภายใต้สถานการณ์บางอย่างคือระบบควอนตัมที่เป็นไปได้สองสถานะเท่านั้น ในกรณีของการศึกษาตัวอย่างเช่นเกิดขึ้นเมื่อจุดออกเดินทางและปลายทางอยู่ใกล้กันมาก "จากนั้นคลื่นของอะตอมสสารของแม่ในทั้งสองแห่งนั้นซ้อนทับกันและอะตอมสามารถส่งตรงไปยังปลายทางในเวลานั้นได้โดยไม่มีการหยุดกลางใด ๆ ดูเหมือนว่าการเคลื่อนย้ายทางไกลในซีรีส์ "เส้นทางดาว" - ผู้เขียนของการศึกษาโดย Publication Phys.org กล่าว
และยังมีการเปลี่ยนแปลงสถานการณ์เมื่อระยะห่างระหว่างจุดออกเดินทางและปลายทางเพิ่มขึ้นเป็นค่าคลื่นหลายโหลของสสารเช่นเดียวกับในการทดลองของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบอนน์ ในระยะทางดังกล่าวการเคลื่อนย้ายโดยตรงเป็นไปไม่ได้ แทนที่จะใช้ teleportation เพื่อให้บรรลุปลายทางอนุภาคจะต้องผ่านจำนวนระยะทางระดับกลาง: และอยู่ที่นี่ที่สถานการณ์ของสองระดับจะเข้าสู่หลายระดับ
อ่านเพิ่มเติม: กลไกควอนตัมสามารถอธิบายการมีอยู่ของเวลาอวกาศได้หรือไม่?
ผลการศึกษาพบว่าการ จำกัด ความเร็วที่ต่ำกว่ามีผลบังคับใช้กับกระบวนการดังกล่าวมากกว่านักวิทยาศาสตร์โซเวียตถูกระบุ: มันถูกกำหนดโดยไม่เพียง แต่ความไม่แน่นอนของพลังงาน แต่ยังรวมถึงจำนวนรัฐระดับกลาง ทั้งหมดข้างต้นหมายความว่าการศึกษาใหม่ช่วยปรับปรุงความเข้าใจเชิงทฤษฎีของกระบวนการควอนตัมที่ซับซ้อนและข้อ จำกัด
อะตอมและคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ตามฟิสิกส์ผลที่ได้รับนั้นใช้ได้ในฟิลด์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ทั้งหมดเป็นเพราะการทดลองดำเนินการอุทิศให้กับการถ่ายโอนอะตอมและกระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นในคอมพิวเตอร์ควอนตัม เมื่อควอนตัมบิตถูกนำมาใช้โดยอะตอมพวกเขาจะต้องถ่ายโอนจากพื้นที่โปรเซสเซอร์หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง นี่เป็นกระบวนการที่ต้องทำอย่างรวดเร็วอย่างรวดเร็วมิฉะนั้นการเชื่อมต่อทั้งหมดของเขาจะหายไป ต้องขอบคุณขีด จำกัด ความเร็วควอนตัมตอนนี้เป็นไปได้ที่จะทำนายได้อย่างแม่นยำว่าความเร็วในทางทฤษฎีเป็นไปได้
อย่างไรก็ตามสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมผลลัพธ์ที่ได้รับไม่ได้หมายถึงขีด จำกัด ของความเร็วในการคำนวณ ความจริงที่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถคำนวณได้อย่างรวดเร็วซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับระยะเวลาเช่นนี้ แต่ด้วยจำนวนการดำเนินงาน คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อดำเนินงานเฉพาะต้องใช้งานน้อยกว่าคอมพิวเตอร์ตามปกติ การคำนวณโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมคล้ายกับการค้นหาเขาวงกตโดยไม่จำเป็นต้องตรวจสอบเส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดตามลำดับ มันอยู่ในสิ่งนี้การเร่งความเร็วคือ: คุณเพียงแค่ต้องส่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมผ่านเขาวงกตครั้งเดียวในขณะที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกคุณต้องลองใช้ตัวเลือกจำนวนมากทีละตัว
มันจะน่าสนใจสำหรับคุณ: คอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกสร้างขึ้นในประเทศจีนซึ่งแก้ไขงานที่ยากที่สุดเป็นเวลา 200 วินาที
ตามที่ผู้เขียนชั้นนำของการศึกษาของ Andrea Alberti ไม่มีผลที่ตามมาในแง่นี้สำหรับพลังการคำนวณของคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่ขีด จำกัด ความเร็วควอนตัมนั้นน่าสนใจสำหรับเหตุผลอื่น - ขีด จำกัด ที่ตรวจพบแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะทำการดำเนินการจำนวนมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้อย่างมีนัยสำคัญ