物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)移動量子信息的新速度極限
迄今為止,量子計算的未來發(fā)展的科學(xué)進(jìn)展涉及許多不同(但相關(guān))領(lǐng)域的許多不同突破,現(xiàn)在有一個新的進(jìn)展要報告:發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)鍵的量子速度限制。 這項(xiàng)最新研究回答了一個基本問題——量子過程能達(dá)到多快?這是一條有用的信息,可幫助您了解要構(gòu)建量子計算機(jī)還是量子網(wǎng)絡(luò),因?yàn)樗嬖V您系統(tǒng)固有的一些局限性。 值得慶幸的是,對于那些不是量子物理學(xué)家的人來說,這項(xiàng)新研究背后的團(tuán)隊提供了一個易于理解的類比,其中包括一個熟練的服務(wù)員帶著一盤飲料四處奔波。服務(wù)員在不灑任何液體的情況下,能以多快的速度分發(fā)所有飲料? 事實(shí)證明,答案是要小心地在某些位置加速和減速,并在需要時裝飲料的杯傾斜,以免溢出。而在這里,科學(xué)家使用冷卻的銫原子代替飲料,并使用由兩個激光束作為“飲料托盤”。 當(dāng)兩個激光束彼此精確對準(zhǔn)時(物理學(xué)家稱為這種反向傳播),就會形成這樣的陷阱(稱為光學(xué)晶格),從而形成形狀像一堆峰和谷的明確定義的干涉。 為了進(jìn)行傳輸,將原子放入這些谷中,并使二維晶格開始運(yùn)動,這與傳送帶不同。研究的目的是弄清楚該裝置可以移動多快而不會破壞原子。 “我們將原子加載到這些谷中的一個,然后使駐波運(yùn)動——這使谷本身的位置發(fā)生了位移!眮碜缘聡ǘ大學(xué)的物理學(xué)家安德里亞·阿爾貝蒂(Andrea Alberti)說,“我們的目標(biāo)是使原子在盡可能短的時間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)位置,而不會溢出到谷之外! 該設(shè)置解決了將量子信息從一個地方完全轉(zhuǎn)移到另一個地方的物理限制。盡可能快地移動它有助于防止外界干擾,但是移動得太快會丟失關(guān)鍵數(shù)據(jù)。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn),需要精心校準(zhǔn)的加速度和減速度才能達(dá)到傳輸量子數(shù)據(jù)的最佳整體速度極限,而不是始終保持恒定速度。 |