🌸 📴 🤵🏼 Neue Forschungsergebnisse könnten die Quantentechnologie beschleunigen 🙌🏻 🍱 ☯️

Quantentechnologien können in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden: Computer, Sensoren, kryptografische Modellierungssysteme und Bildverarbeitung. Der Stolperstein ist jedoch die Notwendigkeit, eine angemessene Zuverlässigkeit in Bezug auf die Zustandskontrolle auf der Ebene von Atomen und Photonen zu erreichen, berichtet Phys.org . Ein adiabatischer Prozess wird häufig verwendet, um ein Quantensystem für die Arbeit vorzubereiten , aber aufgrund seiner Dauer und seines Umgebungsrauschens verliert das System häufig „seinen Quantenzustand“.

Um die Vorbereitung zu beschleunigen und die Dekohärenz zu minimierenPhysiker haben die sogenannte „adiabatische Reduktion“ (STA) entwickelt, die auf jeden Prozess des Übergangs in einen Quantenzustand anwendbar ist. Der Übergang selbst ist viel schneller als bei Anwendung des klassischen adiabatischen Verfahrens, ohne seine Eigenschaften und Eigenschaften zu verlieren. Dieser Ansatz wurde ursprünglich für einfache Systeme entwickelt, die aus einem einzelnen Partikel bestehen, wurde jedoch kürzlich auf Systeme vieler Körper erweitert, die Anwendungen angewendet haben. Die Verwendung von STA in großen Systemen ist jedoch aufgrund der Komplexität der Struktur der letzteren immer noch problematisch.

In einem neuen Bericht, der in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurde, entwickelten der Physiker Steve Campbell von der Queen's University in Belfast und seine Kollegen von der University of Palermo und der National University of Singapore eine neue Hybridmethode zur Ermittlung von Quantenzuständen für Systeme, an denen viele Körper beteiligt sind. Es besteht in der optimierten Nutzung von STA. Der Hauptvorteil der neuen Methode besteht darin, dass eine nahezu perfekte STA-Leistung erzielt werden kann, was die Erzeugung von Quantenzuständen erheblich vereinfacht und gleichzeitig kein vollständiges Verständnis aller Mechanismen und Prozesse erfordert. Wissenschaftler konnten relativ niedrige Kosten für das Erreichen von Quantenzuständen in Verbindung mit hoher Geschwindigkeit nachweisen, was die Attraktivität von STA erhöht.

„Unsere Arbeit zeigt, dass die Lösung für das Problem vieler QuantenkörperLMG-Klasse existiert. Dieses Problem hat in verschiedenen physischen Gemeinschaften, die die Quantenzustände von Körpern untersuchen, große Aufmerksamkeit auf sich gezogen “, sagte Campbell. "Im Verlauf unserer Arbeit haben wir uns vom Prinzip" Erkenne deinen Feind vom Sehen "leiten lassen - dies ist ein Ansatz, bei dem wir symmetrische Probleme verwenden, deren Lösung es uns ermöglicht, ein effektives System der Quantenreduktion zu schaffen."

Wie die Forscher erklären, kann ihre Entwicklung, die Quantenreduktion, mit der des Fahrers verglichen werden, der den kürzesten Weg zur Arbeit findet. "Kurz gesagt, unsere Arbeit kann sogar dem Laien mit Hilfe verständlicher Analogien erklärt werden", sagte Campbell. "Angenommen, Sie möchten mit dem Auto von Ihrem Büro zur Arbeit fahren, möchten aber am Montagmorgen nicht im Stau auf einer Autobahn stehen. Sie werden zweifellos an Ihren Arbeitsplatz gelangen und beginnen, Ihre Aufgaben zu erledigen, aber Sie werden viel Zeit verlieren, und dies bedeutet höchstwahrscheinlich, dass Sie morgens nur die Hälfte des Plans erledigen können.

Am Ende beschließen Sie, den Weg entlang der mautpflichtigen Straße zu schneiden. Ja, Sie zahlen ein wenig, aber Sie können pünktlich an Ihrem Arbeitsplatz ankommen und viel weniger Zeit verbringen: Sie schaffen es, Ihr gesamtes Geschäft zu erledigen, Ihr Chef wird glücklich sein, Sie erhalten eine Erhöhung Ihres Gehalts und am Ende der Kosten, die Ihnen entstanden sind denn die Bezahlung der Straße spielt keine Rolle mehr. “

Wenn Sie diese Situation, in der Ihr Auto in einem vorbereiteten Zustand (dh am Abfahrtspunkt Ihres Hauses) zu einem Quantensystem wird, auf die Quantenwelt projizieren, haben Sie noch zwei Möglichkeiten: unbegrenzt im Verkehr auf einer Autobahn im allgemeinen Fluss zu stehen oder Schneiden Sie den Pfad mit Quantenkontraktion. Unter dem Gesichtspunkt des Energieverbrauchs kostet dies ein wenig, ermöglicht es Ihnen jedoch, das, was Sie wollen, um ein Vielfaches schneller zu realisieren.

Für die beschriebene Situation mit einer einzelnen Person ähnelt die Beschreibung dieses Problems der Situation für ein System eines Körpers. Campbell merkte jedoch an, dass die Situation durch das Hinzufügen von mehr „Passagieren“ zum Stream immer komplizierter wird. Hier tritt das Problem für ein System vieler Körper auf.

„Jetzt müssen Sie dasselbe mit Ihren Arbeitskollegen tun. Sie alle verlassen ihre Häuser zur gleichen Zeit, sie gehen alle ins Büro und alle haben die gleichen Probleme wie Sie “, sagte Campbell. „Solche Situationen nennen wir die Aufgabe für viele Körper. Dies ist ein ernstes und sehr schwieriges Problem, da jeder, der „das Büro verlässt“, „überredet werden muss, die Straßenbenutzungsgebühr zu zahlen“. In der realen Welt ist es schwierig, und stellen Sie sich jetzt vor, wie problematisch es auf der Skala der Quantenwelt ist. Bisher löst die als STA bekannte Quantenreduktionsmethode das Problem eines einzelnen Objekts, aber wir wissen nur sehr wenig darüber, wie viele davon funktionieren. “

Forscher haben gezeigt, dass die Quantenreduktionsmethode (STA) für Mehrkörpersysteme geeignet ist und möglicherweise eine Vielzahl von Anwendungen bietet. Ihrer Meinung nach sollten sich die Staaten nun auf die künftige Einführung von Quantensystemen vorbereiten. Wissenschaftler planen, die Forschung fortzusetzen und die tatsächlichen Kosten der "mautpflichtigen Straße" zu ermitteln, dh zu verstehen, wie viel Energie benötigt wird, um STA in einem System aus mehreren Körpern zu nutzen. Sie planen auch die ersten Schritte zur Schaffung einer Quantenmaschine mit STA, in der Mehrkörpersysteme einige zuvor unzugängliche thermodynamische Zyklen implementieren.

Neue Forschungsergebnisse könnten die Quantentechnologie beschleunigen

More articles: