В квантовом мире действует ограничение по скорости: открытие важно для квантовых компьютеров

Инсайт форум  познаний служит для обсуждения проблем экологии, науки, здоровья, питания, кулинарии.

В мире, даже в среде мельчайших частиц, есть свои правила и ничто не может происходить бесконечно. Физики Боннского Университета в результате проведенных экспериментов выяснили, что  в мире сложных квантовых операций существуют тоже свои ограничения. Они связаны с ограничениями по скорости.

 

 

 

 

 

Физик Андреа Альберти и его коллеги смогли выяснить, где именно находится этот предел. Они использовали атом цезия и два лазерных луча, которые были идеально наложены друг на друга, но при этом направлены друг против друга. Эта суперпозиция в физике называется интерференцией. Она создает световую волну в последовательности долин и возвышенностей. А затем в одну из долин был загружен атом, который привел в движение стоячую волну, что сместило положение самой долины. Физики поставили цель доставить атом в нужное место, не выплескивая его из долины.

Микромир имеет ограничения по скорости: в теории это доказали два советских физика Игорь Тамм и Леонид Мандельштамм еще 60 лет назад. При этом они выяснили, что максимальная скорость квантового процесса может зависеть от неопределенности энергии. Какой свободой располагает частица по отношению к своим возможным энергетическим состояниям, тем быстрее ее скорость. А при переносе атома –чем глубже, так называемая, долина, тем быстрее скорость передвижения и переноса атома. Вот только энергетическая свобода частицы не может быть увеличена произвольно.

Ограничение скорости Мандельштама и Тамма - принципиальное ограничение. Достичь его можно при определенных условиях в системе, которая может иметь только два квантовых состояния – во время определения пункта отправления и пункта назначения, которые между собой на самом деле очень близки. Фактически материальные волны атома в обоих местах перекрываются, и атом может быть доставлен прямо к месту назначения за один раз, то есть без каких-либо промежуточных остановок - почти как телепортация.

Но если расстояние увеличивается, то такое прямое перемещение становится невозможным. Частице необходимо достигнуть нескольких промежуточных расстояний, чтобы оказаться в пункте назначения. В таком процессе ее двухуровневая система становится многоуровневой, и она теряет скорость, которая ограничивается низкими пределами.

Последнее


ТОП недели


No Internet Connection