Kvantinis Kompiuteris Galėtų Imituoti Visatos Pradžią

{h1}

Mokslininkai pirmą kartą sukūrė pažangų aparatą, žinomą kaip kvantinis kompiuteris, imituojantį vaiduokliškas daleles, kurios svyruoja ir egzistuoja.

Kvantinė mechanika leidžia manyti, kad iš pažiūros tuščia erdvė yra užpildyta vaiduokliškomis dalelėmis, kurios svyruoja ir egzistuoja. Ir dabar mokslininkai pirmą kartą sukūrė pažangų aparatą, žinomą kaip kvantinis kompiuteris, imituojantį šias vadinamąsias virtualias daleles.

Šis tyrimas galėtų padėti išsiaiškinti šiuo metu paslėptus visatos aspektus, pradedant nuo neutroninių žvaigždžių širdžių ir baigiant pirmaisiais visatos momentais po Didžiojo sprogimo.

Kvantinė mechanika leidžia manyti, kad Visata yra miglota ir siurrealistiška vieta savo mažiausiais lygiais. Pavyzdžiui, atomai ir kitos dalelės gali egzistuoti srauto būsenose, žinomose kaip superpozicijos, kai jos, atrodo, gali kiekviena suktis priešingomis kryptimis tuo pačiu metu, taip pat gali įsipainioti - tai reiškia, kad jos gali akimirksniu paveikti viena kitą, nesvarbu, kiek nutolusios viena nuo kitos.. Kvantinė mechanika taip pat rodo, kad virtualių dalelių poros, kurias kiekviena sudaro dalelę ir jos dalelę, gali įbristi ir iš neva tuščio vakuumo ir paveikti jų aplinką. [Be Higso: 5 išskirtinės dalelės, kurios gali pasislėpti Visatoje]

Kvantinė mechanika yra standartinis dalelių fizikos modelis, kuris šiuo metu yra geriausias paaiškinimas, kaip elgiasi visos žinomos elementariosios dalelės, tokios kaip elektronai ir protonai. Tačiau vis dar yra daug neišspręstų klausimų, susijusių su standartiniu dalelių fizikos modeliu, pavyzdžiui, ar tai gali padėti paaiškinti tokias kosmines paslaptis, kaip tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos, kurios astronomai tiesiogiai neaptiko, bet yra pagrįstos. jų gravitacinį poveikį.

Elementariųjų dalelių sąveika dažnai apibūdinama su vadinamosiomis gabaritų teorijomis. Tačiau įprastiniams kompiuteriams apskaičiuoti dalelių dinamiką realiu laiku yra labai sunku, išskyrus paprasčiausius atvejus. Todėl mokslininkai vietoj to kreipėsi į eksperimentinius prietaisus, vadinamus kvantiniais kompiuteriais.

„Mūsų darbas yra pirmas žingsnis kuriant skirtas priemones, kurios galėtų mums padėti geriau suprasti esmines natūralių elementų sąveikas“, - „WordsSideKick.com“ pasakojo tyrimo bendraautorė Christine Muschik. Muschikas yra teorinis fizikas Austrijos mokslų akademijos Kvantinės optikos ir kvantinės informacijos institute Insbruke, Austrijoje.

Tuo tarpu klasikiniai kompiuteriai vaizduoja duomenis kaip nulius - dvejetainius skaitmenis, vadinamus „bitais“, kuriuos simbolizuoja įjungiant arba išjungiant tranzistorius, panašius į jungiklius - kvantiniai kompiuteriai naudoja kvantinius bitus arba kvitas, esančias superpozicijose - tai reiškia, kad jie yra įjungti ir tuo pačiu metu. Tai įgalina kvbitą vienu metu atlikti du skaičiavimus. Iš esmės, kvantiniai kompiuteriai galėtų dirbti daug greičiau nei įprasti kompiuteriai, spręsdami tam tikras problemas, nes kvantiniai kompiuteriai gali analizuoti visus įmanomus sprendimus vienu metu.

Savo naujame tyrime mokslininkai sukūrė kvantinį kompiuterį, kuriame panaudoti keturi elektromagnetiniu būdu įstrigę kalcio jonai. Jie valdė ir manipuliavo šiomis keturiomis kvbitomis lazerio impulsais.

Tyrėjai turėjo kvantinį kompiuterį, kuris modeliuodavo virtualių dalelių atsiradimą ir išnykimą vakuume. Kvitų poros reprezentuoja virtualių dalelių - konkrečiai elektronų ir pozitronų, teigiamai įkrautų antimaterijos elektronų atitikmenis. Lazerio impulsai padėjo modeliuoti, kaip galingi elektromagnetiniai laukai vakuume gali generuoti virtualias daleles, teigė mokslininkai.

„Tai yra vienas sudėtingiausių eksperimentų, kada nors atliktų su įstrigusiu jonų kvantiniu kompiuteriu“, - tyrimo bendraautorius Raineris Blattas, Austrijos mokslų akademijos Kvantinės optikos ir kvantinės informacijos instituto eksperimentinis fizikas Insbrukas, Austrija, sakoma pranešime.

Šis darbas rodo, kad kvantiniai kompiuteriai gali imituoti didelės energijos fiziką - parodo, kaip dalelės gali elgtis per daug energijos, kad jas būtų galima lengvai generuoti Žemėje. "Eksperimentinio kvantinio skaičiavimo sritis auga labai greitai. Daugelis žmonių užduoda klausimą: kam tinka mažos apimties kvantinis kompiuteris?" Tyrimo bendraautorius Estebanas Martinezas, eksperimentinis fizikas iš Insbruko universiteto Austrijoje, pasakojo „WordsSideKick.com“. "Skirtingai nuo kitų programų, jums nereikia milijonų kvantinių bitų, kad atliktumėte šiuos modeliavimus. Dešimties gali pakakti problemoms, kurių dar negalime užpulti naudodamiesi klasikiniais metodais, spręsti." [Didysis civilizacijos sprogimas: 10 nuostabių įvykių]

Problema, kurią tyrinėtojai turėjo analizuodami kvantinį simuliatorių, buvo pakankamai paprasta, kad klasikiniai kompiuteriai galėtų apskaičiuoti, o tai parodė, kad kvantinio simuliatoriaus rezultatai labai tiksliai atitiko prognozes. Tai rodo, kad kvantiniai treniruokliai ateityje galėtų būti naudojami sudėtingesnėms manometrų teorijos problemoms spręsti, o mašinos galėtų pamatyti net naujus reiškinius.

„Mūsų principo įrodymo eksperimentas yra pirmasis žingsnis siekiant ilgalaikio tikslo - sukurti ateities kartų kvantinius simuliatorius, kurie sugebėtų atsakyti į klausimus, į kuriuos negalima atsakyti kitaip“, - teigė Muschikas.

Iš principo staliniai kvantiniai simuliatoriai galėtų padėti modeliuoti nepaprastai daug energijos reikalaujančią fiziką, šiuo metu tiriamą naudojant brangius atomų sutriuškintuvus, tokius kaip CERN „Large Hadron Collider“.

„Šie du požiūriai puikiai papildo vienas kitą“, - sakoma tyrimo bendraautorio Peterio Zollerio, Austrijos mokslų akademijos Insbruko Kvantinės optikos ir kvantinės informacijos instituto teorinio fiziko, pranešime. "Negalime pakeisti eksperimentų, kurie daromi dalelių susidūrėjais. Tačiau, sukūrę kvantinius treniruoklius, vieną dieną galime geriau suprasti šiuos eksperimentus."

„Be to, mes galime ištirti naujus procesus naudodami kvantinį modeliavimą - pavyzdžiui, savo eksperimente mes taip pat ištyrėme dalelių įsitvirtinimą, susidarantį kuriant porą, o tai neįmanoma dalelių susidūrime“, - teigiama Blatt pranešime.

Galų gale, kvantiniai simuliatoriai gali padėti tyrėjams modeliuoti negyvų žvaigždžių, vadinamų neutroninėmis žvaigždėmis, dinamiką arba ištirti „klausimus, susijusius su sąveikomis esant labai didelei energijai ir dideliam tankiui, apibūdinantiems ankstyvosios visatos fiziką“.

Mokslininkai išsamiai aprašė savo išvadas žurnalo „Nature“ birželio 23 d. Numeryje.

Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: Mokslo sriuba: Merkurijaus tyrimai.




Tyrimas


Anglies Nanovamzdeliai Įgalina Efektyvų Energijos Vartojimą
Anglies Nanovamzdeliai Įgalina Efektyvų Energijos Vartojimą

„X-Ray Vision“ Marškinėliai Rodo Vidinį Žmogaus Kūno Darbą
„X-Ray Vision“ Marškinėliai Rodo Vidinį Žmogaus Kūno Darbą

Mokslas Naujienos


7 Milijonų Metų Senumo Fosilijos Rodo, Kaip Žirafa Turėjo Ilgą Kaklą
7 Milijonų Metų Senumo Fosilijos Rodo, Kaip Žirafa Turėjo Ilgą Kaklą

Plaukų Kištukai? Joe Buckas Atkreipia Dėmesį Į Kosmetikos Priklausomybes
Plaukų Kištukai? Joe Buckas Atkreipia Dėmesį Į Kosmetikos Priklausomybes

Nacių Įgyta Budos Statulėlė Atkeliavo Iš Kosmoso
Nacių Įgyta Budos Statulėlė Atkeliavo Iš Kosmoso

Įžvalgus Energetikos Plano Raktas Į Niujorko Audrų Strategiją (Op-Ed)
Įžvalgus Energetikos Plano Raktas Į Niujorko Audrų Strategiją (Op-Ed)

Orai Ir Klimatas: Kodėl Trumpo Pasaulinė Atšilimo Pozicija Yra Neteisėta
Orai Ir Klimatas: Kodėl Trumpo Pasaulinė Atšilimo Pozicija Yra Neteisėta


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com