Версия для слабовидящих
Ученые-физики с помощью электрических сигналов запутали на квантовом уровне микроскопические цилиндры Печать Email
Новости об инновациях
09.10.2013

Ученые-физики из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) в ходе проведения своих экспериментов еще раз доказали, что явления, происходящие в квантовом мире, могут при определенных условиях проявляться и на более крупномасштабном уровне, на уровне классической физики, действующей в привычном нам мире. Этим доказательством послужил факт «запутывания» на квантовом уровне с помощью особых электрических сигналов микроскопических физических объектов – крошечных алюминиевых цилиндров, которые могут стать основой квантовых битов квантовых компьютеров, которые смогут в «три счета» решать задачи непосильные даже для самых мощных современных суперкомпьютеров.

Квантовая запутанность является одной из главных особенностей квантового мира, законы которого действуют, по крайней мере так считалось ранее, в масштабах атомов и субатомных частиц.

Но в последние годы ученые все чаще и чаще натыкаются на следы явлений из квантового мира, в частности, квантовой запутанности, проявляющихся на больших уровнях. И это, естественно, вызывает немалый интерес, так как квантовая запутанность уже сейчас используется в практических целях, к примеру, для реализации квантовых вычислений, в работе алгоритмов коррекции ошибок и для телепортации квантовой информации из одного места в другое.

Ученые NIST создали первые микроскопические алюминиевые цилиндры еще в 2011 году. Эти цилиндры, имеющие диаметр 15 микрон и высоту 100 нанометров, изначально были рассчитаны для того, чтобы стать узлами всевозможных микроэлектромеханических систем. Но, работая с такими системами, ученые заметили, что микроцилиндры демонстрируют два вида свойств – механические свойства, которые выражаются в способности совершать колебательные движения, и квантовые свойства, что проявлялось в способности хранения и передачи квантовой информации с помощью этих цилиндров.

Рис. 1.

Проводя эксперименты, ученые NIST сделали микроцилиндры частью электромеханической схемы, которая реализует двухсторонний обмен квантовыми состояниями (информацией) между колеблющимся микроцилиндром и импульсами микроволнового излучения особой формы.

Микроволновый импульс, несущий определенную квантовую информацию, послужил причиной перехода колеблющегося цилиндра в самое низкое энергетическое состояние с точки зрения энергии его колебаний. После этого, с помощью электрического сигнала, пропущенного через электрические цепи схемы, ученым удалось запутать на квантовом уровне колеблющийся цилиндр с другим импульсом микроволнового излучения, введенным в область действия электромеханической схемы.

Колеблющийся цилиндр способен хранить квантовую информацию, представленную в виде энергии его колебаний, в течение 10 микросекунд, чего вполне достаточно для проведения экспериментов и измерений. Используя методы, подобные вышеописанному, методу ученые создавали достаточно сложные квантовые запутанные системы, в которых ключевую роль играл алюминиевый цилиндр, связанный (запутанный) с одним или несколькими импульсами микроволнового излучения. Анализируя полученные в результате 10 тысяч повторений одного и того же эксперимента данные, ученые выяснили, что наблюдаемые эффекты и явления имеют достаточно высокий уровень повторяемости, указывающий на то, что все элементы системы запутаны именно на квантовом уровне, а не обмениваются квантовой или физической информацией каким-нибудь другим путем.

Полученные учеными результаты указывают на то, что

алюминиевые микроцилиндры можно всерьез рассматривать в качестве кандидатов на роль квантовых битов, кубитов, которые являются базовыми ячейками квантовых компьютеров, одновременно хранящими и обрабатывающими информацию. Помимо этого, принадлежность микроцилиндров сразу к квантовому и физическому мирам позволяет использовать их в качестве устройств-посредников, которые выполняют преобразование физических (электрических, световых или механических) сигналов в квантовую информацию и наоборот.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/uchenye-fiziki-s-pomoshchyu-elektricheskikh-signalov-zaputali-na-kvantovom-urovne-mikrosko

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта