โดย Ben Turner เผยแพร่เมื่อ 14 ธันวาคม 2021สล็อตเว็บตรง แตกง่ายขั้นตอนใหม่ของสสารสามารถใช้ในการออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ดียิ่งขึ้นวัสดุใหม่ทํางานโดยการขึ้นรูปสามเหลี่ยมจากสถานะการหมุนของอะตอม (เครดิตภาพ: ฟิลลิป เทอร์ ผ่าน Shutterstock)นักวิทยาศาสตร์ได้พบสมมติฐานที่ยาวนานและไม่เคยเห็นมาก่อนของสสารในห้องปฏิบัติการเป็นครั้งแรกโดยการยิงเลเซอร์ที่ตาข่ายอัลตราซีลด์ของอะตอมรูบิเดียมนักวิทยาศาสตร์ได้ prodded อะตอมเป็นซุปยุ่งของความไม่แน่นอนควอนตัมที่เรียกว่าของเหลวหมุนควอนตัม
อะตอมในซุปแม่เหล็กควอนตัมนี้เชื่อมต่อกันอย่างรวดเร็วเชื่อมโยงรัฐของพวกเขาข้ามวัสดุทั้งหมด
ในกระบวนการที่เรียกว่าการพัวพันควอนตัม ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับอะตอมหนึ่งทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทันทีในส่วนที่เหลือทั้งหมดในวัสดุ ความก้าวหน้านี้สามารถปูทางสําหรับการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ดียิ่งขึ้นนักวิจัยกล่าวในเอกสารที่อธิบายถึงการค้นพบของพวกเขา 3 ธันวาคมในวารสารวิทยาศาสตร์เจนเนอราลี่ ประเทศไทยที่เกี่ยวข้อง: 12 การทดลองฟิสิกส์ควอนตัมที่สวยงาม
”มันเป็นช่วงเวลาที่พิเศษมากในสาขานี้” ผู้เขียนอาวุโส Mikhail Lukin ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและผู้อํานวยการร่วมของ Harvard Quantum Initiative กล่าวในแถลงการณ์ “คุณสามารถสัมผัสสะกิดและ prod ที่รัฐที่แปลกใหม่นี้และจัดการมันเพื่อทําความเข้าใจคุณสมบัติของมัน มันเป็นสถานะใหม่ของเรื่องที่ผู้คนไม่เคยสามารถสังเกตได้”ทฤษฎีแรกในปี 1973 โดยนักฟิสิกส์ Philip Anderson ของเหลวหมุนควอนตัมโผล่ออกมาเมื่อวัสดุถูกโจรกรรมในการไม่เชื่อฟังกฎปกติที่ควบคุมพฤติกรรมแม่เหล็กของพวกเขา
อิเล็กตรอนมีคุณสมบัติที่เรียกว่าสปินซึ่งเป็นโมเมนตัมเชิงมุมควอนตัมชนิดหนึ่งที่สามารถชี้ขึ้นหรือลงได้ ในแม่เหล็กปกติ (เช่นเดียวกับที่คนวางบนตู้เย็น) การหมุนของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เคียงจะปรับทิศทางตัวเองจนกว่าพวกมันจะชี้ไปในทิศทางเดียวกันสร้างสนามแม่เหล็ก ในวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กการหมุนของอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เคียงสองตัวสามารถพลิกเพื่อต่อต้านซึ่งกันและกัน แต่ไม่ว่าในกรณีใดขั้วแม่เหล็กเล็ก ๆ จะก่อตัวเป็นรูปแบบปกติ
อย่างไรก็ตามในของเหลวควอนตัมสปินอิเล็กตรอนปฏิเสธที่จะเลือก แทนที่จะนั่งติดกันอิเล็กตรอนจะถูกจัดเรียงเป็นตาข่ายสามเหลี่ยมเพื่อให้อิเล็กตรอนใด ๆ ที่มีอิเล็กตรอนใด ๆ ที่มีเพื่อนบ้านสองคนทันที อิเล็กตรอนสองตัวสามารถจัดตําแหน่งสปินได้ แต่หนึ่งในสามจะเป็นอิเล็กตรอนที่แปลกเสมอทําลายความสมดุลที่ละเอียดอ่อนและสร้างความสับสนของอิเล็กตรอนที่ปั่นป่วนอย่างต่อเนื่อง
รัฐที่สับสนนี้เป็นสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่าแม่เหล็ก “ผิดหวัง” เนื่องจากสถานะการหมุนไม่รู้ว่าจะชี้ไปทางไหน
อีกต่อไปอิเล็กตรอนและอะตอมของพวกเขาจะถูกโยนลงไปในการผสมผสานที่แปลกประหลาดของรัฐควอนตัมที่เรียกว่าการซ้อนทับควอนตัม การหมุนที่ผันผวนตลอดเวลาตอนนี้มีอยู่พร้อมกันเมื่อทั้งหมุนขึ้นและหมุนลงและการสลับคงที่ทําให้อะตอมตลอดทางข้ามวัสดุไปพัวพันกันในสถานะควอนตัมที่ซับซ้อน
นักวิจัยไม่สามารถศึกษาของเหลวควอนตัมสปินในอุดมคติได้โดยตรงดังนั้นพวกเขาจึงสร้างโทรสารที่สมบูรณ์แบบในระบบการทดลองอื่น พวกเขาแช่เย็นอาร์เรย์ของ 219 อะตอมรูบิเดียมติดอยู่ – ซึ่งสามารถใช้ในการออกแบบนาทีและจําลองกระบวนการควอนตัมต่างๆ – อุณหภูมิประมาณ 10 ไมโครเคลวิน (ใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์หรือลบ – 273.15 องศาเซลเซียสองศาเซลเซียส)
บางครั้งหนึ่งในอิเล็กตรอนในอะตอมอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าคนอื่น ๆ มากทําให้อะตอมในสิ่งที่เรียกว่าสถานะ Rydberg เช่นเดียวกับรัฐหมุนกฎที่น่ากลัวของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อให้แน่ใจว่าอะตอมไม่ต้องการอยู่ในสถานะ Rydberg ถ้าเพื่อนบ้านเป็น โดยการยิงเลเซอร์ที่อะตอมบางอย่างภายในอาร์เรย์นักวิจัยเลียนแบบการชักเย่อสามทางที่เห็นในของเหลวหมุนควอนตัมแบบดั้งเดิม
หลังจากการสร้างซุปควอนตัม Rydberg นักวิจัยได้ทําการทดสอบในอาร์เรย์และยืนยันว่าอะตอมของมันได้กลายเป็นพัวพันกับวัสดุทั้งหมด พวกเขาได้สร้างของเหลวควอนตัมปั่นจากนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็หันมาให้ความสนใจกับหลักฐานการทดสอบแนวคิดสําหรับการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพ: การออกแบบ qubits หรือบิตควอนตัมของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในขณะที่คอมพิวเตอร์ธรรมดาใช้บิตหรือ 0s และ 1s เพื่อสร้างพื้นฐานของการคํานวณทั้งหมดคอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ qubits ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะมากกว่าหนึ่งสถานะพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม Qubits นั้นเปราะบางอย่างไม่น่าเชื่อ การโต้ตอบใด ๆ กับโลกภายนอกสามารถทําลายข้อมูลที่พวกเขามีได้อย่างง่ายดาย
แต่ลักษณะพิเศษของการพัวพันของของเหลวควอนตัมสปินของของเหลวที่กว้างของวัสดุ, อย่างไรก็ตาม, สามารถช่วยให้การจัดเก็บข้อมูลที่แข็งแกร่งมากขึ้น. นั่นเป็นเพราะแทนที่จะเข้ารหัสข้อมูลควอนตัมเป็นเพียงหนึ่ง qubit มันสามารถอนุญาตให้มีข้อมูลอยู่ในรูปร่างหรือโทโพโลยีที่สถานะการหมุนที่พัวสล็อตเว็บตรง แตกง่าย
