Un nuevo estudio podría acelerar el desarrollo de tecnologías cuánticas

Tecnología de Quantum se puede utilizar en una variedad de áreas: ordenadores, sensores, modelado criptográfica y procesamiento de imágenes. Pero el escollo es la necesidad de lograr una adecuada fiabilidad en términos del control de los estados a nivel de átomos y fotones, informó Phys.org . Para la preparación de un sistema cuántico se utiliza a menudo para trabajar адиабатический proceso, pero debido a su duración y el ruido ambiental es a menudo una pérdida de "estado cuántico" del sistema.

Con el fin de acelerar la formación y minimizar el декогерентность, Los físicos han desarrollado un denominado "reducción adiabática» (STA), que es aplicable a cualquier proceso de transición al estado cuántico. La transición en sí es mucho más rápido que con el proceso adiabático clásica sin pérdida de su calidad y propiedades. Este enfoque fue desarrollado originalmente para sistemas simples que constan de una sola partícula, pero recientemente se ha extendido a los sistemas de una variedad de organismos que tienen aplicación práctica. Sin embargo, el uso de STA en grandes sistemas todavía problemáticas debido a la complejidad del pasado.

El nuevo informe, publicado en la revista Physical Review Letters, el físico Steve Campbell, de la Universidad Real de Belfast, y sus colegas de la Universidad de Palermo y la Universidad Nacional de Singapur han desarrollado un nuevo método para producir unos estados cuánticos híbridos en los sistemas que incluye una pluralidad de cuerpos. Está optimizado utilizando la STA. La principal ventaja del nuevo método es que permite lograr STA rendimiento casi perfecto, lo que simplifica enormemente la preparación de estados cuánticos y al mismo tiempo no requiere una comprensión completa de todos los mecanismos y procesos. Los científicos fueron capaces de demostrar un nivel suficientemente bajo coste para llegar a los estados cuánticos, junto con la alta velocidad, lo que aumenta el atractivo de la STA.

"Nuestro trabajo demuestra que el conjunto solución de los cuerpos cuántica clase LMG allí. Este problema ha atraído mucha atención a varias comunidades físicas, estudiando el estado cuántico de los cuerpos ", dijo Campbell. "En el transcurso de nuestro trabajo nos guiamos por el principio de" Conozca a su enemigo en la cara "- un enfoque en el que utilizamos problemas simétricos cuya solución nos permitirá crear un sistema eficaz de reducción cuántica»

Como explican los investigadores, el desarrollo, la reducción cuántica se puede comparar con la búsqueda del conductor del camino más corto para trabajar. "En pocas palabras, nuestro trabajo se puede explicar por el habitante, incluso con la ayuda de analogías claras", dijo Campbell. "Supongamos que usted quiere conseguir un coche de la oficina a trabajar, pero usted no desea estar parado en un atasco de tráfico en la carretera la mañana del lunes. Usted seguramente llegar a su lugar de trabajo y tomó posesión de su cargo, pero va a perder un montón de tiempo y lo más probable es que usted tiene tiempo para hacer una mañana sólo la mitad de la prevista.

Como resultado, usted decide cortar el camino de la carretera de peaje. Sí, usted paga un poco, pero se puede llegar a su lugar de trabajo a tiempo y gastar mucho menos tiempo: tienes tiempo para hacer todo su trabajo, su jefe feliz, se obtiene un aumento de sueldo, y, al final, los costos que ha incurrido iz para el pago de la carretera no importa »

Si este proyecto de una situación en la que su coche se convierte en un sistema cuántico en un estado preparado (es decir, está en el punto de partida en su casa), el mundo cuántico, que está todo bien, hay dos opciones: parado indefinidamente en un atasco de tráfico en la carretera o en el flujo general acceso directo mediante la reducción cuántica. En términos de energía gastada que le costará un poco, pero le permitirá realizar el deseado mucho más rápido.

Para la situación descrita con una sola persona, una descripción del problema es similar a la del sistema de un solo cuerpo. Pero Campbell dijo que la adición de más "pasajeros" a la corriente, la situación es cada vez más compleja. Aquí y allí es un problema para un sistema de muchos cuerpos.

"Ahora tenemos que poner hacia fuera de todos modos, y para sus colegas. Todos se van de sus casas en el mismo tiempo, todo enviado a la oficina y todos se enfrentan a los mismos desafíos como usted ", dijo Campbell. "Esta situación es lo que llamamos la tarea para una variedad de organismos. Este es un problema grave y muy difícil, porque cualquier persona que "sale de la oficina" debe ser "persuadido a pagar un peaje." Es difícil en el mundo real, y ahora imaginar lo difícil que es en la escala del mundo cuántico. Mientras que el método de reducción cuántica, conocida como STA, resuelve el problema de un solo objeto, pero sabemos muy poco sobre el trabajo de sus conjuntos »

Los investigadores han demostrado que el método de reducción del quántum (STA) puede funcionar para los sistemas de una variedad de organismos, y, potencialmente, tiene un enorme rango de uso de la aplicación. Ellos creen que el Estado debe ahora prepararse para la introducción de sistemas cuánticos en el futuro. Los científicos planean continuar la investigación y para revelar el verdadero costo de "el uso de la autopista de peaje", que es entender la cantidad de energía que se necesita para el uso de STA en el conjunto de los cuerpos. También planean hacer los primeros pasos hacia la creación de motor cuántica utilizando STA, en el que el sistema de muchos cuerpos implementará algunos ciclos termodinámicos que antes eran inaccesibles.

Fuente: geektimes.ru/post/250204/