นักวิจัยที่นำโดยนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยบอนน์ในเยอรมนีกล่าวว่าการดำเนินการควอนตัมที่ซับซ้อนเป็นไปตาม “ขีดจำกัดความเร็ว” ที่ประมาณ 17 มิลลิเมตรต่อวินาที ทีมงานได้ผลลัพธ์นี้โดยคำนวณว่าพวกเขาสามารถขนส่งอะตอมระหว่างจุดสองจุดได้เร็วแค่ไหนในขณะที่ยังคงรักษาข้อมูลที่อยู่ในสถานะควอนตัม การทดลองนี้ทำให้ทีมต้องขนส่งอะตอมตามลำดับการเร่งความเร็วและการลดความเร็ว
สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพความเร็ว
และความแม่นยำในการใช้งาน เช่น การตรวจจับควอนตัมและการคำนวณควอนตัมแนวคิดเรื่องเวลาหรือเส้นทางขั้นต่ำในการดำเนินการให้เสร็จสิ้นกระบวนการบางอย่างได้รับการเสนอชื่อเมื่อนานมาแล้วในปี ค.ศ. 1696 โดยนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส Johann Bernoulli ซึ่งมีปัญหาเกี่ยวกับ brachistochrone อัน โด่งดังเกี่ยว กับการกำหนดรูปร่างของเส้นลวดที่ยอมให้ลูกปัดเลื่อนลงมาอย่างน้อยที่สุด ระยะเวลา ในขณะที่นักฟิสิกส์รู้วิธีแก้ปัญหาของ brachistochrone สำหรับระบบควอนตัมแบบง่ายสองระดับ – นั่นคือเส้นทางที่เร็วที่สุดที่เชื่อมต่อทั้งสองสถานะ – พวกเขาพบปัญหาสำหรับระบบควอนตัมที่ซับซ้อนหลายระดับมากขึ้นเช่นเดียวกับที่ควอนตัมส่วนใหญ่ คอมพิวเตอร์เป็นพื้นฐาน
สายพานลำเลียงแสง
ในงานใหม่Andrea Albertiจากสถาบันฟิสิกส์ประยุกต์แห่งมหาวิทยาลัยบอนน์และเพื่อนร่วมงานของเขาเริ่มต้นด้วยการสร้างกับดักแสงโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ที่ทับซ้อนกัน (ซ้อนทับ) สองตัว การซ้อนทับ (หรือการรบกวน) ของลำแสงทำให้เกิดตาข่ายหรือคลื่นนิ่งของแสงที่มีลำดับของยอดและหุบเขาที่คงที่ในตอนแรก จากนั้นนักวิจัยได้บรรจุอะตอมของซีเซียม-133 ลงในหุบเขาแห่งหนึ่ง และใช้สนามไมโครเวฟเพื่อทำให้เย็นลงจนอยู่ในสถานะสั่นสะเทือนต่ำสุด (พื้นดิน) ในสถานะนี้ อะตอมสามารถอธิบายได้ว่าเป็นคลื่นของสสารที่มีลักษณะไม่เหมือนลูกบิลเลียดแต่เป็นเหมือนของเหลวมากกว่า Alberti กล่าว และแกว่งด้วยแอมพลิจูดที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ในการขนส่งอะตอมที่มีลักษณะเหมือนของเหลวนี้
นักวิจัยได้ตั้งคลื่นนิ่งในการเคลื่อนที่ ซึ่งจะแทนที่ตำแหน่งของหุบเขาเพื่อให้มันเคลื่อนไปไกลถึงเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด พวกเขาสามารถเปลี่ยนความเร็วของการเคลื่อนไหวนี้และติดตามในระดับนาโนเมตรย่อยโดยใช้ซินธิไซเซอร์โพลาไรซ์ที่รวดเร็ว การตั้งค่านี้ทำให้พวกเขามีความยืดหยุ่นที่จำเป็นในการขนส่งอะตอมด้วยความเร็วคงที่และความเร็วที่แตกต่างกัน
เป้าหมายของการทดลองนี้คือการขนส่งแพ็กเก็ตของอะตอมในระยะทาง 15 เท่าของขนาดของมัน (รวมประมาณ 0.5 ไมครอน) ในเวลาที่สั้นที่สุดโดยที่อะตอมไม่ “หก” ออกจากหุบเขา ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ อะตอมจะไปถึงที่หมายในสภาพที่มีพลังเช่นเดียวกับตอนเริ่มต้น การอนุรักษ์สถานะนี้ ซึ่งเปราะบางเพราะไวต่อสิ่งรบกวนในสภาพแวดล้อม หมายความว่าข้อมูลใดๆ ที่จัดเก็บไว้ในสถานะนี้จะไม่สูญหาย ซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการคำนวณควอนตัม
ความเที่ยงตรงในการขนส่ง
เพื่อทดสอบเทคนิคของพวกเขา Alberti และเพื่อนร่วมงานได้วัดความเที่ยงตรงของการขนส่งของอะตอม ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่ระบุว่าสถานะเริ่มต้นและสถานะสุดท้ายของอะตอมมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร พวกเขาพบว่าพวกเขามีความแม่นยำที่ดีขึ้นเมื่ออะตอมถูกขนส่งด้วยความเร็วเร่งและชะลอตัวที่แตกต่างกัน การแปรผันเหล่านี้หรือ “การแกว่งไปมา” ได้ยกเลิกผลกระทบของการเปลี่ยนผ่านไปยังสถานะกลางต่างๆ ที่อะตอมต้องผ่านในขณะที่มันเคลื่อนที่ไปอย่างมีประสิทธิภาพ
การแกว่งไปมาดังกล่าว ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่า
อะตอมจะอยู่ในสถานะพื้นดินเมื่อไปถึงจุดหมายสุดท้าย ไม่ได้เกิดขึ้นในสถานะสองควอนตัมธรรมดาๆ ซึ่งปลายทางเริ่มต้นและปลายทางของอะตอมอยู่ใกล้กันมาก ในกรณีนี้ Alberti อธิบาย สสารของคลื่นของอะตอมที่ตำแหน่งทั้งสองทับซ้อนกันและอะตอมสามารถเคลื่อนย้ายไปยังปลายทางได้ในคราวเดียว นั่นคือ โดยไม่ต้องผ่านสถานะขั้นกลางใดๆ
เขาเปรียบเสมือนการกระดิกตัวกับบริกรที่ถือแก้วแชมเปญครึ่งถาดทั้งถาดไปยังโต๊ะด้วยความเร็วสูงสุดโดยไม่ทำน้ำหกหยด ในการเปรียบเทียบของเขา ถาดคือกับดักแสงและแชมเปญคืออะตอมของซีเซียม เมื่อบริกรเดินเร็ว เขาเอียงถาดเล็กน้อยเพื่อไม่ให้แชมเปญหกออกจากแก้ว และเมื่อเขาช้าลงอีกครั้ง เมื่อเขาเข้าใกล้โต๊ะ เขาเอียงถาดไปในทิศทางตรงกันข้าม “เมื่อเขามาถึงจุดจอดอย่างสมบูรณ์เท่านั้น เขาจึงจะตั้งตรงอีกครั้ง” อัลเบอร์ตีอธิบาย
สายพานลำเลียงแสงจะเคลื่อนอะตอมที่เย็นจัดเป็นใยแก้วนำแสงแบบกลวง“ใครก็ตามที่ต้องการขนส่งอะตอมจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งจะต้องมีทักษะเหมือนพนักงานเสิร์ฟ แต่ถึงอย่างนั้นก็มีการจำกัดความเร็วที่การขนส่งนี้ไม่สามารถเกินได้” เขากล่าว อันที่จริง นักวิจัยคำนวณว่าความแม่นยำในการขนส่งดีที่สุดเมื่อความเร็วเฉลี่ยของอะตอมที่ขนส่งต่ำกว่า 17 มิลลิเมตร/วินาที
งานซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในPhysical Review Xมีความหมายต่อการคำนวณควอนตัม Alberti กล่าว เนื่องจากสถานะควอนตัมมีความเปราะบาง จึงอยู่ได้เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ (เรียกว่าเวลาที่เชื่อมโยงกัน) นั่นทำให้การแพ็คการดำเนินการทางคอมพิวเตอร์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในช่วงเวลาสั้นๆ นั้นเป็นสิ่งสำคัญ “การศึกษาของเราเผยให้เห็นถึงจำนวนการดำเนินการสูงสุดที่เราสามารถทำได้ในเวลานี้ และทำให้ใช้งานได้อย่างเหมาะสมที่สุด” Alberti กล่าวสรุป
นักวิจัยยังพบว่าเอนโทรปีต่ออิเล็กตรอนของเฟสโลหะที่มีความสัมพันธ์ที่อุณหภูมิสูงนั้นมากกว่าเฟสของเหลว Fermi ที่อุณหภูมิต่ำโดยเศษส่วนของค่าคงที่ Boltzmann KB ( โดยที่KB = 1.38 x 10 -23 J/K) ต่อไซต์ขัดแตะ ในการทดลอง UCSB การเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีคือ 0.2 KB ในขณะที่ทีม Weizmann พบค่า0.8 K B ค่านี้ใกล้เคียงกับเอนโทรปีที่คาดไว้เมื่อ MATBG มีการหมุนอิเล็กทรอนิกส์ฟรีหนึ่งครั้งต่อไซต์ moiré
การวัดค่าเอนโทรปีของอิเล็กตรอนในโครงสร้างอะตอมบางๆ เช่น กราฟีน ไม่ได้หมายความว่าจะทำสำเร็จ เนื่องจากวัสดุ 2 มิติมีอิเลคตรอนน้อยมาก ซึ่งต่างจากวัสดุที่มีปริมาณมากซึ่งมีอยู่มากมาย นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยประสบความสำเร็จในการวัดเอนโทรปีของระบบ 2D ที่มีความบางของอะตอม
Credit : cateringiperque.com cdmasternow.com cheaplinksoflondonshop.com conviviosfraternos.com
