Kategóriák Tech

Egy új módszerrel a környező zaj segít fenntartani a kvantum összefonódást

A kvantum számítógépek a remények szerint lényeges előrelépést jelenthetnek bizonyos összetett számítási feladatok terén. Azonban a fejlesztésükben hatalmas akadályt jelent, hogy az atomi szinten lejátszódó folyamatokra lényeges hatással van a környezet ‘zaja’.

A kutatók a koherencia fenntartásához ezért az egész rendszer szélsőségesen alacsony hőmérsékletre hűtésével válaszoltak – azonban ennek is megvannak a maga kihívásai. Most viszont a RIKEN részecske kutatói képesek voltak a fázisvesztés felhasználásával fenntartani a koherenciát egy három részecskés rendszerben. A fázisvesztés normális esetben viszont éppen hogy tönkretenné a kvantum rendszer koherenciáját.

A kvantum jelenségek általában atomi szinten mozognak, viszont vannak olyan esetek, például a lézerfény és a szuperkonduktivitás, amelyeknél a kvantum jelenség koherenciája lehetővé teszi, hogy makroszkopikus hatást fejtsenek ki. Ezeknek nagy jelentősége lehet a kvantum számítógépek terén, viszont sajnos nagyon érzékenyek a környezetre – ezzel megnehezítve a felhasználásukat.

A csapatnak sikerült kifejlesztenie egy három kvantum pontos rendszert, amiben az elektronok spinjét egyesével tudják irányítani egy elektromos mező segítségével. A folyamat kezdetén két összefonódott elektron helyeznek el az egyik szélső pontban, amíg a középső pontot üresen hagyják. Ezt követően az egyik elektront középre mozgatják, amit ezután a harmadik pont elektronjával megcserélnek, egy elektromos impulzus segítségével – ami miatt a harmadik elektron is összefonódik a többivel.

A létrejött összefonódás lényegesen erősebb volt mint korábban gondolták és a kutatók gyorsan rájöttek, hogy a rendszert körülvevő környezet zaja, ellentmondásos módon segít fenntartani az összefonódást.

“Felfedeztük, hogy ez a jelenség a ‘kvantum Zeno paradoxból‘ vagy ‘Turing paradoxonból’ ered, ami azt jelenti, hogy lelassíthatunk egy kvantum rendszert, mindössze azzal, hogy gyakran figyeljük meg azt,” mondta Takashi Nakajima, a felfedezésről megjelent tanulmány vezető szerzője. “Ez érdekes, mivel ahhoz vezet, hogy a környezet zaja, ami normális esetben inkoherensé tenné a rendszert, ebben az esetben éppen koherensebbé teszi.”

Ez a felfedezés a kutatók szerint lényegesen felgyorsíthatja a félvezető kvantum számítógépek fejlesztését és ezzel elhozhatja a tudományos kutatások új korát és segíthet megérteni azokat a makroszkopikus kvantum jelenségektől függő biológiai rendszereket is, mint a fotoszintézis.

Forrás: nature.com Kép: Wikipédia

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Már genetikai bizonyítékkal is alátámasztják: az emberek magukat szelídítették meg

A Barcelona Egyetem új tanulmánya szerint genetikai nyomai vannak annak, hogy az emberek magukat 'háziasították' azáltal, hogy a barátságosabb, együttműködőbb…

2019-12-11

A ketamin megoldást jelenthet a túlzott alkoholfogyasztásra

Egy új kísérleti tanulmány szerint egy egyszeri ketamin kezeléssel lényegesen lecsökkenthető a rendszeresen fogyasztók alkohol mennyisége. A vizsgálat során az…

2019-12-07

Hatalmas pusztítást okozhatott volna a Anak Krakatoa keltette cunami

Egy új kutatás szerint az Anak Krakatoa vulkán 2018-as kitörése keltette több mint 100 méteres hullámok hatalmas pusztítást eredményezhettek volna,…

2019-12-07

Gombák segítik az új gyógyszerek felfedezését

Több tízezer gomba által létrehozott vegyületek alkotta hatalmas adatbázis segítheti az új gyógyszerek felfedezését. A Hubrecht Intézet kutatói a Westerdijk…

2019-12-07

Az emberek együtt fejlődtek az immunrendszeri betegségekkel

A halálos fertőzések elleni védő egyes mutációk fogékonnyá tesznek bennünket bizonyos gyulladásos és autoimmun betegségekre - mint a Crohn-betegség. A…

2019-12-07

Elkészültek az első mesterséges neuronok, melyek forradalmasíthatják a krónikus betegségek kezelését

Most először sikerült egy szilícium alapú chippel a valódiakkal megegyezően működő mesterséges neuronokat létrehozni. Az eredményeznek hatalmas jelentősége lehet több…

2019-12-07

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom