Ana Sayfa Bilim Kuantum dünyasında sınırında yaşam

Kuantum dünyasında sınırında yaşam

319
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 4 "  dakikada okuyabiliriniz.
Kuantum Yaşam
Kuantum Yaşam
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂

  Kuantum fiziği, evrene egemen olan yasaları küçük çapta belirler. Kuantum fenomenlerini kullanma yeteneği, bazı hesaplamaları geleneksel bilgisayarlardan çok daha hızlı gerçekleştireceği tahmin edilen kuantum bilgisayarlar gibi makinelere yol açabilir. Kuantum işlemcilerinin yaratılmasındaki büyük sorunlardan biri, kuantum sistemlerinin gerçek zamanlı olarak izlenmesi ve kontrol edilmesi zor bir iştir, çünkü kuantum sistemleri ezici derecede kırılgandır: Bu sistemleri manipüle etmek, nihai sonuçta önemli hatalar ortaya çıkarmaktadır. Aalto’daki bir ekip tarafından yapılan yeni çalışmalar, hassas kuantum bilgisayarlara yol açabilir.

Araştırmacılar, transmon denilen özel olarak tasarlanmış bir elektrik devresinde kuantum olaylarını kontrol ettiğini bildirmektedir. Bir transmon çipinin mutlak sıfırın üzerindeki birkaç binde bir dereceye kadar soğutulması, kuantum bir duruma neden olur ve çip, yapay bir atom gibi davranmaya başlar. Araştırmacıları ilgilendiren kuantum özelliklerden biri, transmonun enerjisinin yalnızca enerji seviyeleri adı verilen belirli değerleri alabilmesidir. Enerji seviyeleri merdivenin basamakları gibidir: Merdiveni çıkaran kişi bir adım atmalıdır ve iki adım arasında bir yere gelemez. Benzer şekilde, transmon enerjisi sadece enerji seviyelerinin ayarlanmış değerlerini işgal edebilir. Devreye giren mikrodalgalar enerjiyi emmeye ve merdivenin basamaklarını tırmanmaya transmonu uyarır.

8 Şubat’ta Science Advances dergisinde yayınlanan çalışmada, Uygulamalı Fizik Bölümü son sınıf öğretim görevlisi Docent Sorin Paraoanu liderliğindeki Aalto Üniversitesi’nden gelen grup, tek seferde birden fazla enerji seviyesine geçiş yapmıştır. Önceden, bu yalnızca cihazı kontrol eden mikrodalga sinyallerinin yumuşak ve yavaş ayarlanmasıyla mümkündü. Yeni çalışmada, çok özel bir şekilde şekillendirilmiş ek bir mikrodalga kontrol sinyali, enerji seviyesinin hızlı ve hassas bir şekilde değiştirilmesine izin veriyor. Lider yazar Dr. Antti Vepsäläinen, “Finlandiya’da bir sözümüz var: ‘hiljaa hyvää tulee’ (yavaşça yapıyor) diyor. Ancak sistemin durumunu sürekli düzelterek bu süreci başarabileceğimizi göstermeyi başardık. daha hızlı ve yüksek kalitede. “

Ortak yazarlardan biri olan Dr. Sergey Danilin, kuantum kontrolünü (kuantum bilgisayarları inşa etmek için transmonlar gibi çiplerin kullanılması gibi) “bir merdiven çıkma” benzetmesini genişleterek açıklar. “Yararlı bir kuantum sistemi elde etmek için, bir bardak su tutarken bir merdivene tırmanmayı düşünmeniz gerekir – eğer bir kişi sorunsuz çalışırsa çalışır, ancak çok hızlı yaparsanız su dökülür. Kesinlikle, bu özel bir beceri gerektirir. “

Araştırmacılar, kuantum dünyasında, herhangi bir su dökmeden hızlıca merdiveni tırmanmanın hilesinin bir seferde iki basamağı dikkatlice atladığını buldular. Bu kısaltılmış enerji merdiveni, transmonun aynı anda iki mikrodalga foton absorbe etmesiyle sağlandı. Doğanın kanunları, herhangi bir kuantum enerji anahtarının ne kadar hızlı olabileceği konusunda, kısa yollarla bile “kuantum hız sınırı” olarak adlandırılan bir kısıtlama getirmiştir. Onların memnuniyeti için Aalto bilim adamları, yeni yöntemlerinin, teorik olarak hesaplanmış bu sınıra yakın hızlarda gerçekleşen enerji seviyesinde değişikliklerle sonuçlandığını buldular.

Kuantum sistemlerindeki yüksek hızlı enerji transferlerini kontrol etmenin daha geniş etkisi de ekibi heyecanlandırıyor. Potansiyel olarak yüksek önemi, durum hazırlama ve kuantum geçitleri oluşturma gibi hızlı ve oldukça sağlam işlemler gerektiren kuantum hesaplama ve kuantum simülasyon uygulamalarıdır. Dr. Paraoanu, başka fırsatları da görüyor: “Doğal dünyada ve bizi çevreleyen teknolojide her yerde bulunan enerji aktarımına ilişkin süreçleri daha derinden anlamak istiyoruz. Örneğin, bunun temel sınırlamaları var mı? hızlı bir elektrikli otomobilin şarj edebilirsiniz? ” Hızla gelişen kuantum teknolojileri alanında, bu yeni kontrol yönteminin birden fazla uygulama bulması mümkündür.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz