Записване на 20 кубита за записване „Котката на Шрьодингер“ в лабораторията

В квантовите изчисления състоянието на котка е квантово състояние, съставено от две диаметрално противоположни условия едновременно. Физиците успяха да поставят 20 заплетени квантови бита в такова състояние на суперпозиция.Увеличи / В квантовите изчисления състоянието на котка е квантово състояние съставена от две диаметрално противоположни условия едновременно. Физиците успяха да поставят 20 заплетени квантови бита такова състояние на суперпозиция.Forschungszentrum Jülich / Annette Stettien

Котката на Шрьодингер е вероятно най-известният парадокс физика и рудиментарни версии в реалния свят дори са изградени в лабораторията. Сега екип от немски физици постави нов запис чрез изграждане на квантова “котка” от 20 заплетени кубита, като описана в скорошна статия в Science. Втора група китайци изследователите успешно направиха същото с 18 кубита. Най- предходният рекорд, поставен през 2011 г., е 14 кубита.

Първоначално Ервин Шрьодингер предложи мисловния си експеримент илюстрират вродената абсурдност на квантовата механика. Той предвиждаше поставяне на хипотетична котка в кутия, съдържаща радиоактивен вещество, детектор за усещане на излъчваното лъчение и смъртоносен флакон с отрова. Ако радиоактивното вещество се разпадне, детекторът ще предизвика освобождаването на отровата и котката умира. Ако то не, котката остава жива. Но строго тълкуване на квантовата механика държи това, докато някой не отвори кутията, за да види какво се е случило, котката съществува в суперпозиция от състояния, и двете живи и мъртви.

Наистина е възможно да се изгради версия на котката на Шрьодингер лабораторията. Това е повече от квантово “котешко състояние”, при което две или повече частици успяват да бъдат в две различни състояния едновременно време. През 2005 г., например, Национален институт по стандарти и Изследователите на технологиите създадоха квантово състояние на котка от шест атома в едновременни състояния „въртене“ и „въртене надолу“ – по-скоро подобни въртене по посока и обратно на часовниковата стрелка едновременно. друг групите направиха същото с фотоните.

През 2016 г. физиците от Йейлския университет поставиха нов обрат на квантово състояние на котка, създавайки система, в която фотоните не са били само в суперпозиция на състояния, но също и заплетена – това, което Айнщайн известен като “призрачно действие на разстояние”, защото промяната на състояние на единия ще промени състоянието на другото. С други думи, квантовата “котка” едновременно живее и умира в две кутии наведнъж.

Rubidium atoms are captured by laser beams (red). още  допълнителен лазер (син) възбужда около половината от атомите до такова  доколкото атомните им черупки се сливат със съседните  atoms.Увеличи / Рубидиевите атоми се улавят от лазерни лъчи (червени). Anotheradditional laser (blue) excites about half of the atoms to such anextent that their atomic shells merge with the adjacentатоми.Forschungszentrum Jülich / Tobias Schlößer

Това има важно значение за квантовите изчисления, тъй като това е първата стъпка към изграждането на логическа операция между двама qubits. (Това също би позволило коригиране на грешки.) Но тези заплетени котешки състояния са много крехки. Най-малкото отвън намесата или взаимодействието ще доведе до „обезкосмяване“, и заплетеното състояние ще бъде загубено.

Състоянието на котката

„Кубитите в състояние на котка се считат за изключително важни за развитието на квантовите технологии “, каза съавторът Jian Cui, физик в Института „Питър Грюнберг“ в Юлич (PGI-8). “The тайна на огромната ефективност и производителност, очаквани от бъдещите квантови компютри ще бъдат намерени в тази суперпозиция от States “.

Естествено, той и колегите му имаха желание да разширят броя от възможни заплетени котешки състояния. Екипът използва квант симулатор, базиран на атомни масиви на Rydberg. “Атомите на Райдберг” са атоми които са в особено развълнувано състояние много над земята им състояние, така че електроните са далеч от ядрото. Те използвани оптични пинсети за улавяне и задържане на атоми на рубидий, след това затвори атомите с друг лазер, за да ги повиши до Щата Ридберг.

„На практика надухме някои атоми до такава степен, че техните атомните черупки се сливат със съседните атоми, за да се образуват едновременно две противоположни конфигурации, а именно възбуди, заемащи всички равномерни или странни сайтове – каза Куй. – Това стига дотам, че вълната функционира се припокриват както в аналогията на котката на Шрьодингер и ние успяхме създайте суперпозицията на противоположните конфигурации. ”

Номерът за избягване на декохерентността, докато не успеят да измерят състояние на котка: изключване и включване на лазерите с точно правилната скорост за ускоряване на процеса на подготовка. Предимството, получено от 20 заплетени котешки състояния, които те постигнаха, се превежда в над милиона насложени държави. В крайна сметка биха искали физиците постигнете 300 заплетени кубита, които биха могли да съхраняват повече числа отколкото – е, почти всяка частица във Вселената. Те имат дълъг път, преди да постигнете тази цел, но това е ключова стъпка напред.

DOI: Science, 2019. 10.1126 / science.aax9743 (За Дойс).

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: