Прогуляйтесь на квантовой стороне

Если Вы — болельщик результатов, делающих Ваш мозговой вред, продолжать читать.Составляя одно сложное понятие с другим, бригада атомных физиков поместила новый поворот на классическую «случайную прогулку» — идеализированное блуждание, которое является ключевым для объяснения распространения одной жидкости в другом и несметном числе другие реальные явления.

На этот раз исследователи установили единственный атом, гуляющий согласно правилам квантовой механики, и нашли, что она преодолевает больше дистанции, чем она была бы без них. Трансгрессия, сообщил сегодня в Науке, мог иметь использование в подающих надежды квантовых информационных технологиях, говорят исследователи. Но реальное выполнение, кажется, бракосочетание двух классических понятий физики.В меньшее количество политкорректных раз преподаватели физики объяснили случайную прогулку следующим образом.

Предположим выпитые стенды под фонарным столбом, колеблясь вправо или оставленный с равной вероятностью. После некоторого числа шагов, N, он, вероятно, сделает еще несколько шагов налево, чем вправо, или наоборот. Фактически, после N шаги, в среднем выпитое переместит расстояние, пропорциональное квадратному корню N от поста.

Это может походить на бессмысленную вещь знать, но такая случайная прогулка аккуратно описывает движение молекулы в образце жидкости или электронов, грохочущих вокруг в металле.Теперь, Михал Карский, Артур Видера и коллеги в Боннском университете в Германии бросили странность квантовой механики в соединение.

Выпитое или любой другой «классический» объект должны переместиться или налево или вправо. Но согласно квантовой механике, крошечная частица, такая как атом может фактически переместиться в противоположные направления одновременно и оказаться в так называемом государстве суперположения, в котором это находится в двух местах сразу. Существует выгода, хотя: Каждый раз, когда кто-то измеряет положение частицы, тонкое квантовое состояние разрушится так, чтобы частица была найдена в одном месте или другом.

Используя в своих интересах все это, исследователи заставили единственный цезиевый атом совершить «квантовую прогулку» вдоль цепочки пятен лазерного света, сформированного двумя противостоящими лазерными лучами. Начиная с атома в одном пятне они щекочут его с радиоволнами, чтобы заставить его прясть в противоположных направлениях — вверх и вниз — сразу. Они тогда играют с поляризацией лазерных лучей в пути, тянущем часть квантового состояния вправо и «вниз» часть налево. Это помещает атом в трудновообразимое государство, в котором он сидит в одном пятне, прядущем, в то время как одновременно он сидит в следующем пятне, прядущем вниз.

Исследователи тогда повторяют процесс снова и снова так, чтобы атом закончился в квантовом состоянии, в котором это занимает много легких пятен сразу. Когда исследователи измеряют положение атома, государство разрушается всего на одно пятно. Но путем выполнения эксперимента много раз, они могут изобразить схематически то государство.

И они находят, что, после N шаги в процессе, средний атом переместил расстояние, пропорциональное N от его оригинального пятна — дальше, чем это добралось бы классически.«Трудно вообразить уборщика, больше подобной учебнику демонстрации идеи квантовой прогулки», говорит Поуль Джессен, экспериментальный физик в Аризонском университете в Тусоне.

Трансгрессия могла быть более, чем академической, добавляет Райнхард Вернер, теоретик в университете Ганновера в Германии. В принципе он говорит, помещая несколько атомов в цепочку легких пятен и позволяя им взаимодействовать, могло бы быть возможно построить своего рода квантовый компьютер, который мог взломать проблемы, что стандартный компьютер не может. Развитой компьютер далеко, Вернер говорит, но «это — первый шаг к более сложным вещам».Мы теряли Вас?

Сообщите нам в разделе комментариев, если Вы хотели бы видеть, что мы освещаем более сложные истории физики как этот.


Добавить комментарий