iPon Hírek

A kvantumpálya sebességkorlátai

Dátum | 2012. 01. 31.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A kvantumszámítógépek kvantumrészecskéken alapulnak bitek helyett és elméletileg felülmúlják majd a klasszikus konstrukciókat. Az azonban kérdéses, hogy valójában milyen gyorsasággal és hatékonysággal lesznek képesek dolgozni. A kvantumjel maximális terjedési sebessége a feldolgozóegységben például biztosan egyfajta kritikus határt jelent ebből a szempontból. A Max Planck Intézet kvantumoptikai részlegének fizikusai és a Genovai Egyetem elméleti fizikusai ezt a sebességet igyekeztek meghatározni kísérletük során.

A kutatók létrehoztak egy tökéletes rácsot rubídium atomokból, majd ezt kvantumszinten gerjesztették, és mikroszkóppal figyelték a jel terjedését a rácson. A rendszer egyik pontján bekövetkezett változás végighaladásának maximális sebességét az anyagon a Lieb-Robinson-határ írja le. A kutatás során ennek a határnak az első kísérleti meghatározását vitték véghez a kutatók.


A rácsban a részecskék elsősorban szomszédjaikkal kerülnek interakciókba. Impulzusmomentumuk (spinjük) például főként szomszédjaik hasonló tulajdonságaihoz igazodik. A spin megváltoztatása hatással lesz a részecske szomszédjainak spinjére, és egy ilyen változás az egész rácsszerkezeten végigterjed. Egyes részecskék spinje megváltozik, mások csak energiaváltozást érzékelnek. Ezek a távolra kiterjedő hatások kioltódhatnak egyes külső effektusok következtében (pl. rácsvibrációk), de nagyon hideg rendszerek esetében jól érzékelhetők, mert ilyenkor az egyéb rezgések szinte teljesen megszűnnek.

A Nature-ben megjelent kísérletben a kutatók egydimenziós kvantumgázt hoztak létre optikai rács segítségével. Ez egy olyan optikai csapda, amely egymást keresztező lézersugarak segítségével állóhullám-mintázatot hoz létre. Az intenzitás változtatásával a „csapda” lehet mélyebb vagy sekélyebb. (Az optikai rácsban az atomok között nem alakulnak ki kémiai kötések.)


A rács mélységét hirtelen növelve a kutatók egy ún. „edzett” rendszert hoztak létre. (Ezt úgy kell elképzelni, mint amikor forró fémet hirtelen hideg vízbe nyomnak.) A változás előtt az atomok egyensúlyban vannak, utána viszont erősen gerjesztett állapotba kerülnek. Ez a magas energiájú állapot a rácson keresztülutazni képes kvázirészecskék aktivitásában nyilvánul meg. A szomszédos kvázirészecskék kvantumállapota összefonódik, de aztán gyors ütemben ellenkező irányokba indulnak a rácson keresztül. Összefonódott állapotuknak köszönhetően tulajdonságaik továbbra is korrelálnak, hiába kerülnek egyre messzebb egymástól. A távolságuk ütemének növekedését lemérve meghatározható a kvázirészecskék terjedési sebessége. A kísérlet során ezt a hangsebesség kétszeresénél kicsit többnek mérték a kutatók.

A rács egyedisége miatt nehéz az elméleti feltevésekkel összhangba hozni az eredményeket. Más szavakkal a mért sebességet eddig még nem sikerült a kvantumfizikai alapvetésekből egyenesen levezetni. Általánosító következtetéseket sem nagyon lehet levonni. mivel másfajta fizikai tulajdonságú összetevők nyilván más sebességeket eredményeznek majd, ahogy a fény sebessége is változik a közegtől függően. Még egy rácson belül is eltérések mutatkoztak a rácsatomok között indukált kölcsönhatások erősségétől függően.

Az azonban mindenképp fontos eredmény, hogy bizonyíthatóan létezik egy rendszerre specifikus maximális sebesség. Ezzel a ténnyel pedig számolni kell majd a kvantumszámítógépek létrehozásakor is.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

7. atti2010
2012.01.31. 15:58
Unatkoznak a tudósok és egy kis abszint mellett elmélkednek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. atti2010
2012.01.31. 17:13
Értelmezel aztán írsz, mostanság megjelent ehhez hasonló cikkek áradatára gondoltam és semmi rosszat nem írtam.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Siq123
2012.01.31. 18:14
Hmm. Valaki leírná az anyanyelvemen röviden hogy végül mi olyan különleges egy kvantum gépben egy rendhagyó géphez képest?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Parano1d
2012.01.31. 18:29
Én arra volnék kíváncsi, hogy néhány éve már tudjuk, hogy a kvantumállapot, illetve függvény mindig összeomlik, ha a "megfigyelő" tudomására jut az állapota (tehát 0 vagy 1 értéket vesz fel) és ezt kísérletileg igazolták is.
Ebből én azt a következtetést vontam le, hogy a kvantumprocesszor megépítése nem lehetséges. Mégis egyre másra jelennek meg az ezzel kapcsolatos cikkek.
Most akkor homályosítson már fel valami hozzáértő, hogy mi van?
Egy kis olvasnivaló: [LINK]
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. berreg
2012.01.31. 20:38
Parano1d
Pontosan ez összeomlás lehet a lényeg.
Megfigyelsz/nem figyelsz meg - összeomlik/nem omlik össze - 1/0

Egyébként szeretem az a szót a hozzászólásokban: "tudósok".
Azt bírom, hogy vannak emberek, akik azt várják mindig a "tudósok"-tól,
hogy kitaláljanak neki valami tök jó dolgot. Vagy ha nem tetszik, amin éppen azok az emberek dolgoznak, akkor fikázzák halálra.
De az meg sem fordul a fejükben, hogy azok a bizonyos "tudósok" is ugyanolyan földi halandók, mint ők maguk. És akár ők is lehetnének "tudósok".
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Szaszyka
2012.01.31. 20:49
Parano1d. Ezt a cikket anno olvastam, a lényege tömören az, hogy spekulálnak, mert a kvantumfizika főként spekuláció... Próbálják megmagyarázni a "megmagyarázhatatlant", azt, amit az ember még nem képes megtapasztalni/felfogni. Lesz-e valaha kvantum-számítógép? Jó kérdés, de az biztos, hogy rengeteg dolog van még, amit az emberek nem értenek, és igyekeznek megmagyarázni, például a kvantumfizikával, aminek nagy része azért mégiscsak filozófia, hiszen nagyon sok mindent még nem sikerült megértenünk a világ, az Univerzum, az élet működésével kapcsolatban.
Tudós pedig bárki lehet, aki picit is jobban ért bármilyen témában egy másikkal emberhez viszonyítva... ;-)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. pjszilard
2012.01.31. 21:06
Veletlenszamgeneratornak kivalo, el kell kezdeni gyartani. A hibas stabilakat pedig processzornak hasznalni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!