„Beam Me Up“: Informacijos, Perduodamos Per Kompiuterio Lustą, Bitai

{h1}

Kvantinės teleportacijos eksperimentas yra dar vienas žingsnis link tikro kvantinio kompiuterio kūrimo, pernešant kvitas per kietojo kūno grandinę.

Kvantinė mechanika leidžia atlikti kai kuriuos labai keistus dalykus, pavyzdžiui, informacijos ir kompiuterių, kurie gali sugriauti net pačius griežčiausius kodus, teleportaciją.

Neseniai Šveicarijos federalinio technologijos instituto (ETH) Ciuriche mokslininkai žengė žingsnį link veikiančio kvantinio kompiuterio kūrimo, teleportuodami informacijos bitus per kompiuterio lustą. Tyrimo rezultatai buvo išsamiai aprašyti rugpjūčio 15 d. Žurnale „Nature“.

Tokios grandinės sukūrimas yra svarbus etapas, sakė Benjaminas Schumacheris, Kenijos koledžo fizikos profesorius Ohajo valstijoje. „Visi tikrai žino, ar jūs kada nors ketinate pasigaminti tikrą kvantinį kompiuterį, jis turi būti kieto būvio“, - teigė Schumacheris, nedalyvavęs naujame tyrime. „Kietosios būsenos“ reiškia kompiuterius, pagamintus iš vientisų tranzistorių - be judančių dalių ir su autonominiais komponentais. Beveik kiekvienas elektroninis prietaisas yra pastatytas su kietojo kūno elektronika. [Juokinga fizika: paaiškintos pačios kiečiausios kvantinės dalelės]

Japonijos telefonų milžinės NTT tyrimų mokslininkas Billas Munro, atlikęs išsamius kvantinio skaičiavimo tyrimus, teigė, kad ETH komandos darbas yra „labai gražus eksperimentas“, priduriant, kad „tai tikrai rodo technologijos prototipų kūrimą“, atliekant kvantinio kompiuterio kūrimą..

Ankstesniuose teleportacijos eksperimentuose buvo naudojami lazeriai kvantinei informacijai pernešti tarp fotonų. Bet tai nėra taip praktiška kuriant tikrus kompiuterius. Kita vertus, kietojo kūno grandinės yra gerai žinoma sritis, o kompiuterinių lustų gamintojai turi dešimtmečių patirtį jas miniatiūrizuodami, sakė Schumacheris.

Naujame eksperimente mokslininkai pasinaudojo kvantinės fizikos ypatybe, vadinama įsipainiojimu, kad teleportuotų kvantinius bitus, vadinamus kvitais. Kai dvi dalelės sąveikauja, jos sukuria ryšį - jie yra įsipainioję - taip, kad vienas atliktas veiksmas paveikia kitą, net kai juos skiria dideli atstumai. Be to, nesvarbu, kiek jie yra nutolę vienas nuo kito, jei žinote vienos dalelės būseną, iškart sužinosite kitos dalelės būseną.

Teleportuokite kvailes

Norėdami nustatyti teleportaciją, mokslininkai įdėjo 3 mikronų dydžio elektronines grandines (kai 1 mikronas yra viena milijoninė metro dalis) ant mažos kompiuterio mikroschemos, kurios matmuo yra 0,3–0,3 colio (7–7 milimetrai). Du iš grandinių buvo siuntėjai, o kita tarnavo kaip imtuvas. Mokslininkai atvėsino lustą iki beveik absoliutaus nulio ir įjungė srovę grandinėse.

Esant tokiai temperatūrai, grandinėse esantys elektronai, kurie yra kvitai, pradėjo elgtis pagal kvantines mechanines taisykles (šiuo atveju įsipainioja.

ETH komanda kodavo informaciją sukimosi būsenų pavidalu, į siunčiančių grandinių kvitas ir jas išmatuojo. Tuo pačiu metu tyrėjai išmatavo imtuvo kvbitų būklę. Siunčiančių ir gaunančių kvitų būsenos buvo koreliuojamos - informacija buvo teleportuota.

Teleportacija nebuvo vienintelis laimėjimas. Paprastai teleportacijos eksperimentuose informacijos perdavimas nėra patikimas, tai reiškia, kad eksperimento negalima patikimai pakartoti. „Ypač dideliems objektams sėkmės procentas dažnai būna mažas“, - teigė tyrimo bendraautorius Arkadijus Fedorovas iš Kvinslando universiteto Australijoje. "Jūs vykdote eksperimentą milijonus kartų ir jis veikia." Šiame eksperimente teleportacija veikė beveik kiekvieną kartą.

ETH grupei taip pat pavyko padaryti milijardą elektronų, maždaug per ketvirtadalį milimetro, kuris yra didelis pagal teleportacijos standartus. „Tai daugiau nėra fotonas, kurio nematote, arba kažkoks atomas spąstuose“, - sakė Fiodorovas.

Kadangi kvadratas neina per tarpinę erdvę, kai kas gali paklausti, ar tai būdas bendrauti greičiau nei šviesa. Taip nėra, pažymėjo Schumacheris. Taip yra todėl, kad nors dvi įsipainiojusios dalelės turi tarpusavyje susijusias būsenas, neįmanoma iš anksto žinoti būsenų. Yra 50-50 galimybių, kad dalelė bus A arba B būsenoje. [10 Keisčiausių greitesnių nei lengvųjų kelionių padariniai]

Kvantiniai kompiuteriai?

Tačiau kvantiniams kompiuteriams momentinis perdavimas nėra labai svarbus. Kiekybinių bitų galimybė būti dviejose būsenose vienu metu yra esminė šių kompiuterių realybė.

Įprastame arba klasikiniame kompiuteryje bitai - 1 ir 0, kurie sudaro kompiuterio kodo kalbą - turi apibrėžtą būseną. Jie yra arba 1, arba 0. Bet kvotos gali būti abiejose būsenose tuo pačiu metu. Jie yra būsenoje, vadinamoje superpozicija. Kvantinėje mechanikoje fizinė sistema neturi apibrėžtos būsenos, kol jos nepastebi - tai yra, kol ji nepalieka tam tikrų pėdsakų supančioje aplinkoje.

Šis reiškinys labai skiriasi nuo to, kaip žmonės paprastai patiria daiktus, tačiau jis aprašytas garsiojo Schrodingerio katės minčių eksperimente. Nusiųskite katę į dėžutę su nuodingų dujų buteliuku, kuri atsidaro, kai mažas radioaktyvaus metalo gabalėlis skleidžia alfa dalelę. Alfa dalelės skleidimas yra kvantinis-mechaninis procesas, o tai reiškia, kad tai, ar tai vyksta kokiu nors tam tikru laiko periodu, iš esmės yra atsitiktinė. Ta prasme, atidarius dėžę, katė turi 50-50 tikimybę būti gyva ar negyva.

Klasikinėje mechanikoje fizika diktuotų, kad katė gyva ar negyva prieš atidarinėdami dėžę; mes tiesiog negalime to pamatyti. Bet kvantinėje mechanikoje katė yra abiejose būsenose - lygiai taip pat, kaip teleportacijos eksperimento metu kvitas yra abiejose būsenose, prieš jas stebint.

Schumacheris teigė, kad tai dar vienas darbo aspektas, kuris jį padaro unikaliu. Norėdami, kad kvbitos išliktų dviguboje būsenoje, jos niekaip negali sąveikauti su aplinka. Tačiau kompiuterio komponentai turi būti sąveikaujantys tarpusavyje, kad būtų naudingi. „Jūs turite du prieštaringus reikalavimus“, - sakė jis. "Kvotės turi sąveikauti viena su kita, o dalys turi būti izoliuotos nuo išorinio pasaulio."

Raymondas LaFlamme, Vaterlo universiteto Vaterlo universiteto Ontarijuje, Quantum Computing instituto vykdomasis direktorius, teigė, kad eksperimentas yra didelis žingsnis, nes jis reiškia ne tik teleportavimą, bet ir logines operacijas, tokias kaip sudėjimas ar atėmimas. "Jūs galite pakeisti jūsų atliekamą transformaciją", - sakė jis. - Galite transformuoti bitą... ir tada pakeiskite bitą nuo 0 iki 1. "

Fiodorovas teigė, kad būsimi eksperimentai greičiausiai apims teleportacijos veikimą naudojant daugiau nei vieną lustą, naudojant daugiau kvotų.

Sekite mus @gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis apie „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Pažangi Apranga Galėtų Išgelbėti Jav Karinę Gyvybę
Pažangi Apranga Galėtų Išgelbėti Jav Karinę Gyvybę

Mažyčiai 3D Atspausdinti Organai Skirti „Kūnui Ant Mikroschemos“
Mažyčiai 3D Atspausdinti Organai Skirti „Kūnui Ant Mikroschemos“

Mokslas Naujienos


5 Geriausi Mokslo Populiarinimo Supervalstybės
5 Geriausi Mokslo Populiarinimo Supervalstybės

Kaip Veikia Gyvos Skelbimų Lentos
Kaip Veikia Gyvos Skelbimų Lentos

Bombogenezė: Kas Yra „Bombos Ciklonas“?
Bombogenezė: Kas Yra „Bombos Ciklonas“?

O Kas, Jei Du Žmonės Sukluptų Ant Keturkojo Plauko: Ar Sunkesnis Žmogus Nuskendtų Greičiau?
O Kas, Jei Du Žmonės Sukluptų Ant Keturkojo Plauko: Ar Sunkesnis Žmogus Nuskendtų Greičiau?

Ar Reikėtų Rūšis Perkelti, Kad Būtų Išvengta Išnykimo?
Ar Reikėtų Rūšis Perkelti, Kad Būtų Išvengta Išnykimo?


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

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com