Yeni prototip cihaz: veya kuantum dünyasını birbirine bağlayan bir köprü olacak
Kılavuzu
Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nün resmi web sitesinde yer alan yakın tarihli bir rapora göre, Enstitüdeki araştırmacılar, dolaşık radyasyon üretmek için mekanik osilatörleri kullanmanın bir yöntemini keşfetti. Bu yöntem, bir kuantum bilgisayara bağlanırken çok faydalı olabilir.arka fon
Dolanıklık, kuantum dünyasında tipik bir fenomendir. Sözde "klasik dünyada" yoktur. Ancak, klasik dünya ve fizik yasaları günlük hayatımıza hakimdir.
Spontan parametre aşağı dönüştürme teknolojisi kullanılarak dolaşık foton çiftlerinin hazırlanması (Resim kaynağı: Wikipedia)
Kuantum dolanıklığı, mantık dışı bir kuantum mekaniksel özelliktir. İki veya daha fazla parçacıktan oluşan bir sistemdeki parçacıklar arasındaki karşılıklı etki olgusunu ifade eder. İki parçacık birbirinden ne kadar uzakta olursa olsun, bir parçacığın davranışı diğerinin durumunu etkileyecektir. Bir parçacığın durumu ölçülmeye bağlı olarak değiştiğinde, diğer parçacığın durumu da buna göre değişecektir.
Bu fenomen Einstein tarafından keşfedildi ve şimdi kuantum kriptografide aktif olarak kullanılıyor. Kuantum kriptografinin kırılmaz kod getireceği söyleniyor.
Şehirde kuantum şifreli iletişim uygulandı (Resim kaynağı: SQO ekibi, Ottawa Üniversitesi)
Bununla birlikte, yalnızca parçacıklar dolanmadan etkilenmeyecek, aynı zamanda radyasyon bile dolanacaktır.
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (IST Avusturya) Profesör Johannes Fink'in araştırma grubundaki fizikçiler, dolaşık radyasyon üretmek için mekanik osilatörleri kullanmanın bir yolunu keşfettiler. Makalenin yazarları bu yöntemi Nature dergisinin son sayısında yayınladılar. Bu yöntem, bir kuantum bilgisayara bağlanırken çok faydalı olabilir.
(Fotoğraf kredisi: IST Avusturya / Philip Krantz, Krantz NanoArt)
teknoloji
Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde (IST Austria) Profesör Fink'in araştırma grubunda doktora sonrası araştırmacı olan ve çalışmanın ilk yazarı olan Shabir Barzanjeh şu açıklamayı yaptı: "Hadi iki çıkışlı bir kutu hayal edelim. Bu iki çıkış birbirine karışmışsa, insanlar Çıkışlardan birinin yaydığı radyasyonu diğer çıkışı gözlemleyerek tanımlayabilirsiniz. "
Dolaşık radyasyon daha önce üretildi, ancak bu araştırma ilk kez mekanik nesneler kullanıyor. Ekibin oluşturduğu silikon ışın 30 mikron uzunluğunda ve bir trilyon (10 ^ 12) atomdan oluşuyor, çıplak gözümüze çok küçük olmasına rağmen kuantum dünyası için oldukça büyük.
Barzanjeh, "Benim için bu deney temelde çok ilginç. Asıl soru, klasik olmayan radyasyon üretmek için bu kadar büyük bir sistemi kullanabilir miyiz? Şimdi cevabın evet olduğunu biliyoruz." Dedi.
değer
Bununla birlikte, cihazın pratik değeri de vardır. Mekanik osilatörler, son derece hassas kuantum bilgisayarlar ile optik fiberler arasında bir bağlantı görevi görebilir (bu kuantum bilgisayarları veri merkezlerinde ve başka yerlerde birbirine bağlar). Barzanjeh, "Kuantum bağlantısı için bir prototip oluşturduk" dedi.
Süper iletken kuantum bilgisayarlarda, elektronlar yalnızca son derece düşük sıcaklıklarda, yani "mutlak sıfırın (-273,15 ° C)" bir derecenin birkaç binde biri üzerinde çalışabilirler. Bunun nedeni, bu tür kuantum bilgisayarların gürültüye ve kayba son derece duyarlı olan mikrodalga fotonları temelinde çalışmasıdır. Kuantum bilgisayardaki sıcaklık artarsa, tüm bilgiler yok edilecektir. Bu nedenle, şu anda bir kuantum bilgisayardan diğerine bilgi aktarmak neredeyse imkansızdır, çünkü bilginin hayatta kalamayacak kadar sıcak bir ortamda seyahat etmesi gerekir.
Öte yandan, ağdaki klasik bilgisayarlar genellikle birbirine optik fiberler aracılığıyla bağlanır, çünkü optik radyasyon verilere zarar veren veya yok eden parazitlere karşı güçlü bir dirence sahiptir.
(Resim kaynağı: RMIT)
Bu teknolojiyi kuantum bilgisayarlara başarılı bir şekilde uygulamak için, kuantum bilgisayarların mikrodalga fotonlarını optik bilgi taşıyıcılarına dönüştürmek için bir bağlantı kurmalı veya kuantum ışınlaması olarak dolaşık "mikrodalga-optik" alanlar oluşturmak için bir cihaz yapmalıyız. H.
(Fotoğraf kredisi: Christoph Hohmann / Münih Nanosistem Araştırması)
Bu bağlantı, oda sıcaklığı optiği ile kriyojenik kuantum dünyası arasında bir köprü görevi görebilir ve fizikçiler tarafından geliştirilen cihaz bu yönde bir adımdır. İlk yazar Barzanjeh, "İnşa ettiğimiz osilatör bizi kuantum internete bir adım daha yaklaştırıyor" dedi.
Ancak bu, cihazın tek potansiyel uygulaması değildir. Shabir Barzanjeh, "Sistemimiz yerçekimi dalgası dedektörlerinin performansını iyileştirmek için de kullanılabilir."
Yerçekimi dalgası spektrumunun kaynakları ve dedektörleri (Resim kaynağı: NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi)
Johannes Fink şunları ekledi: Bu sabit durum dolaşıklık alanını gözlemlemenin, onu yapan mekanik osilatörün bir kuantum nesnesi olması gerektiği anlamına geldiği ortaya çıktı. Bu, herhangi bir ortam türü için geçerlidir ve doğrudan ölçüm gerektirmez. Gelecekte, ölçüm ilkelerimiz, biyolojik cisimler veya yerçekimi alanları gibi keşfedilmesi zor olan diğer sistemlerin potansiyel kuantum özelliklerini doğrulamaya veya tahrif etmeye yardımcı olabilir. "
Anahtar kelime
Kuantum, bilgisayar, foton, radyasyon
Referans
[1] https://ist.ac.at/en/news/building-a-bridge-to-the-quantum-world/
