Clever Geek Handbook

新的研究发现可能会加速量子技术

量子技术可以应用于广泛的领域：计算机，传感器，密码建模系统和图像处理。但是据Phys.org报道，绊脚石是需要在原子和光子水平的状态控制方面实现适当的可靠性。绝热过程通常用于准备工作的量子系统，但是由于其持续时间和环境噪声，该系统经常“失去其量子状态”。

为了加快准备工作并最大程度减少退相干，物理学家开发出了所谓的“绝热还原”（STA），它适用于过渡到量子态的任何过程。过渡本身比应用经典绝热过程时要快得多，并且不会失去其质量和特性。此方法最初是为包含单个粒子的简单系统开发的，但最近已扩展到已应用了许多物体的系统。然而，由于后者的结构的复杂性，在大型系统中使用STA仍然存在问题。

贝尔法斯特女王大学的物理学家史蒂夫·坎贝尔和他的巴勒莫大学和新加坡国立大学的同事在发表在《物理评论快报》上的新报告中，开发了一种新的混合方法来获取涉及许多物体的系统的量子态。它包括对STA的优化使用。新方法的主要优点是，它可以实现近乎完美的STA性能，从而大大简化了量子态的产生，并且同时不需要对所有机制和过程有完整的了解。科学家能够证明实现量子态所需的成本相当低，再加上高速运行，可以提高STA的吸引力。

“我们的工作表明，许多量子体问题的解决方案存在LMG类。坎贝尔说，这个问题引起了研究物理量子态的各种物理团体的广泛关注。 “在我们的工作过程中，我们遵循的原则是“通过视线了解您的敌人”-这是一种我们使用对称问题的方法，该问题的解决方案将使我们能够创建有效的量子还原系统”

正如研究人员所解释的那样，可以将他们的发展，量子减少与驾驶员找到最短的工作方式进行比较。坎贝尔说：“简而言之，我们的工作甚至可以通过通俗易懂的类比向外行解释。” “假设您要从办公室开车去上班，但不想在星期一早上站在高速公路上的交通拥堵中。毫无疑问，您将进入工作场所并开始工作，但您将浪费很多时间，这很可能意味着您将只能完成早晨计划的一半。

最后，您决定沿收费公路开辟道路。是的，您会付点钱，但是您将能够准时到达工作地点，而花费的时间更少：您将有时间做所有的事情，老板会很高兴，您将获得加薪，最后获得的开支支付路费不再重要。”

如果您预测这种情况，即在量子世界中汽车处于准备好的状态（即位于您家的出发点）成为量子系统，那么您仍然有两种选择：无限期地站在高速公路上行驶，或者用量子收缩来切断路径。从能源消耗的角度来看，这会花费一点钱，但可以让您更快地实现所需的目标。

对于所描述的一个人的情况，此问题的描述类似于一个人的系统的情况。但是坎贝尔指出，通过增加更多“乘客”，情况变得越来越复杂。对于许多系统来说，这就是问题所在。

“现在，您需要与同事一起做同样的事情。他们全都在同一时间离开家，都去了办公室，每个人都面临着与您相同的问题，”坎贝尔说。 “在这种情况下，我们称这是许多机构的任务。这是一个严重且非常困难的问题，因为每个“离开办公室”的人都必须“被说服支付道路通行费”。在现实世界中这很困难，现在想像一下它在量子世界的规模上有多大问题。到目前为止，被称为STA的量子还原方法解决了单个物体的问题，但我们对其中有多少起作用的了解很少。”

研究人员已经证明，量子还原方法（STA）可以用于多体系统，并且可能具有广泛的应用范围。他们认为，各国现在应该为将来引入量子系统做准备。科学家计划继续研究并确定“收费公路”的真正成本，即了解在多体系统中使用STA需要多少能量。他们还计划迈出使用STA创建量子引擎的第一步，其中多体系统将实现一些以前无法达到的热力学循环。

More articles:


All Articles