Eksperimentas gauna šešių šviesos bangų sujungimą su vienu lazeriu

200 Proofs Earth is Not a Spinning Ball - Lithuanian Language (Birželis 2019).

Anonim

Austrijos fizikas Erwinas Šrödingeris (1887-1961), vienas iš šiuolaikinio mokslo gigantų, laikė įtrauktą įdomiausiomis savybėmis kvantavimo mechanikoje. Jo nuomone, tai buvo tas reiškinys, kuris tikrai išskyrė kvantinį pasaulį iš klasikinio pasaulio. Įstrigimas įvyksta, kai susidaro dalelės ar bangos, ar sąveikauja taip, kad kiekvienos dalelės ar bangos kvantinė būklė negali būti apibūdinama nepriklausomai nuo kitų, tačiau toli vienas nuo kito. Brazilijos São Paulo Fizikos instituto (IF-USP) universiteto atliktuose eksperimentuose pavyko sudaužyti šešis šviesos bangas, sukurtas paprasto lazerio šviesos šaltinio, vadinamo optiniu parametru generatoriumi.

Straipsniai apie šiuos eksperimentus buvo paskelbti " Physical Review Letters" ir " Physical Review". Eksperimentai paryškinami specialioje naujienų funkcijoje, paskelbtoje internete.

"Mūsų platforma yra pajėgi generuoti daugybę optinių režimų su skirtingais, bet aiškiai apibrėžtais dažniais, tarsi jungiant didelio tinklo mazgus. Taigi sukuriamos kvantinės būsenos gali būti valdomos vienu parametru: išorinės lazeris, kuris siurbluoja sistemą ", - teigė vienas iš eksperimentų koordinatorių Marcelo Martinelli. Martinelli yra IF-USP profesorius ir pagrindinis projekto tyrėjas.

"Įstrigimas yra turtas, kuris apima kvantines koreliacijos tarp skirtingų sistemų", - sakė Martinelli. "Šios koreliacijos yra pagrindinis dalykas, dėl kurio kvantiniai kompiuteriai gali būti pranašesni už tradicinius elektroninius kompiuterius atliekant užduotis, tokias kaip modeliavimas ar pagrindinio skaičiaus faktoringas, kritiška duomenų sauga šiandieninėje pasaulyje. Dėl šios priežasties sukurti sistemas su daugybe sudedamųjų dalių yra svarbus iššūkis diegiant kvantinės informacijos teorijos idėjas. "

Greitesnis apdorojimas

Ankstesniame tyrime IF-USP komanda sujungė dvi ir tris režimus su optiniu parametriniu generatoriumi. Jų naujausi eksperimentai padvigubino erdvę, reikalingą koduoti informaciją.

Ši idėja yra lengviau suprantama pagal analogiją. Klasikinis bitas yra dviejų valstybių sistema, kuri bet kuriuo metu gali būti tik vienoje būsenoje - nuliui arba vienai. Tai yra dvejetainio loginio pagrindas. Kbitas (kvantinis bitas) gali atspindėti vieną, nulinę arba bet kokią šių dviejų būsenų superpoziciją, taigi ji gali koduoti daugiau informacijos nei klasikinis bitas.

Įstrigimas atitinka kelių kubitų neklokalinę koreliaciją. Nonlocality yra būdinga gamtos charakteristika ir vienas iš pagrindinių skirtumų tarp kvantinės fizikos ir klasikinės fizikos, kuri atpažįsta tik vietines koreliacijos. Martinelli paaiškino, kaip šis bendrasis principas parodomas eksperimentuose. "Lazeris tiekia visą proceso energiją. Šio lazerio gaunamas šviesos spindulys pasiekia kristalą ir generuoja dar du laukus, kurie palaiko lazerio charakteristikas: intensyvią monochrominę šviesą su aiškiai apibrėžtais dažniais. Dabar ši sistema susideda iš trys intensyvūs laukai, kiekvienas intensyvus laukas suporuoja labai silpnų laukų porą, taigi šeši laukai yra susieti su pagrindiniu lauku. Koreliacijos tarp jų yra stipresnės nei koreliacijos, kurios yra įmanomos, jei naudojami nepriklausomi lazeriai. "

Įrenginys, kuris generuoja įstrigusias būsenas-optinį parametrinį generatorių, susideda iš mažo kristalo tarp dviejų veidrodžių. Kristalas yra 1 cm ilgio ir atstumas tarp veidrodžių yra mažesnis nei 5 cm. Tačiau kadangi vėsinimas yra būtina proceso sąlyga, krištolas ir veidrodžiai dedami viduje aliuminio dėžėje vakuume, kad būtų išvengta kondensato ir išvengta sistemos užšalimo.

Informacija, kurią gali užkoduoti viena banga, yra apribota neapibrėžtumo principu. Šiuo atveju bangos amplitudė ir fazė elgiasi kaip analogai dalelių padėčiai ir greičiui, kintamuosius, kuriuos laikosi Werneris Heisenbergas (1901-76), formuluojant principą.

"Su įsiskverbimu dalis informacijos kiekvienoje konkrečioje bangoje yra prarasta, tačiau pasaulinė informacija sistemoje yra išsaugota bendrai", - sakė Martinelli. "Pasidalijimas reiškia, kad kai mes stebime vieną bangą, mes tuo pačiu metu informuojame apie kitus penkis. Kiekvienas spindulys eina į detektorių, o toks informacijos paskirstymas į nepriklausomus vienetus padidina apdorojimo greitį."

Šešios bangos yra rinkinys. Kai informacija gaunama iš vienos bangos, informacija gaunama visoje sistemoje. Kai vienas pakeistas, visa sistema yra pakeista.

menu
menu