Suche
Mein Konto
Kvanttifysiikan vallankumous: Uusi ilmiö hämmästyttää tutkimusryhmää!
Kansainväliset tutkijat Jonas Haferkampin kanssa Saarland Universitystä löytävät uuden kvanttiilmiön, joka voi mullistaa kvanttiteknologiat.
Kvanttifysiikan vallankumous: Uusi ilmiö hämmästyttää tutkimusryhmää!
Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt kvanttifysiikassa uuden ilmiön, jolla voi olla kauaskantoisia vaikutuksia tulevaisuuden kvanttiteknologioihin. Matemaatikko Jonas Haferkamp on mukana tässä uraauurtavassa tutkimuksessa Saarlandin yliopisto. Tulokset julkaistiin hiljattain tunnetussa lehdessäTiedejulkaistu.
Löytö koskee satunnaisten kvanttitilojen luomista. Nämä tilat, jotka aluksi vaikuttavat kaoottisilta ja arvaamattomilta, syntyvät nopeammin kuin aiemmin oletettiin. Näiden monimutkaisten, kaoottisten olosuhteiden havainnollistamiseksi tutkijat käyttävät selkeää analogiaa: he vertaavat ilmiötä kahvin ja maidon sekoittamiseen. Nämä satunnaiset tilat ovat keskeisiä uusien kvanttiteknologioiden jatkokehityksen kannalta.
Kvanttimekaniikan haasteita
Kvanttitietokoneilla, jotka toimivat suurella määrällä kubitteja, puhtaasti satunnaisten tilojen saavuttamisen vaikeus kasvaa eksponentiaalisesti. Kvanttimekaniikka itse kuvaa tiloja todennäköisyysjakaumina sen sijaan, että se tarjoaisi kiinteitä arvoja kuten klassisessa fysiikassa. Kvanttimekaanista tilaa luonnehditaan usein klassisilla termeillä määrittelemättömäksi, mikä tekee mittaustulosten ennustamisesta monimutkaista. Heisenbergin epävarmuusperiaatteella on tässä keskeinen rooli, sillä se kuvaa kvanttimekaanisten tilojen mittauksen epävarmuutta.
Tutkijat ovat nyt löytäneet "matemaattisen tempun" hiukkasten vuorovaikutusten monimutkaisuuden vähentämiseksi. He kehittävät "pseudosatunnaismatriisin", joka mahdollistaa satunnaisten prosessien simuloinnin. Tämä menetelmä voisi merkittävästi nopeuttaa toteutusta kvanttitietokoneissa.
Vaikutukset tulevaisuuteen
Uusilla löydöillä voi olla valtava vaikutus tiedonkeruu- ja salausmenetelmiin. Kvanttimekaniikassa eri tiloja voidaan kuvata matemaattisilla esityksillä, kuten tilavektoreilla tai tiheysoperaattoreilla. Tutkijoiden löytö on ristiriidassa olemassa olevien oletusten kanssa ja voi mullistaa kvanttitutkimuksen nykytilan.
Haferkampin ja hänen tiiminsä työllä on suuri merkitys asiantuntijayleisölle, koska se herättää uusia kysymyksiä kvanttimekaniikan perusnäkökohdista. Kvanttifysiikan tuleva kehitys saattaa riippua ratkaisevasti siitä, kuinka nämä satunnaiset tilat voidaan integroida käytännön sovelluksiin. Alkuperäisessä julkaisussa on otsikko“Satunnaiset yksiköt erittäin matalassa syvyydessä”(DOI: 10.1126/science.adv8590).