Ученые научились сохранять квантовую когерентность бесконечно долго

Ученые научились сохранять квантовую когерентность бесконечно долго





Ученые научились сохранять квантовую когерентность бесконечно долгоМеждународная группа ученых экспериментально продемонстрировала квантовую систему, которая может сохранять свою когерентность, то есть свойство находиться одновременно в двух и более состояниях, сколь угодно долго даже при комнатных температурах. Это должно упростить создание квантовых компьютеров.

Квантовая когерентность является отличительным свойством квантовых объектов и заключается в том, что такие объекты могут в некотором смысле находиться сразу в нескольких состояниях. Это свойство лежит в основе работы квантовых компьютеров и определяет их превосходство над компьютерами обычными. Если в обычных компьютерах каждый бит обрабатываемой информации может находиться или в состоянии 0, или в состоянии 1, то в квантовых компьютерах квантовые биты — кубиты — находятся сразу и в состоянии 0, и в состоянии 1. Таким образом, там где в обычном компьютере требуется два вычисления, чтобы сначала посмотреть результат с 0, а затем результат с 1, в квантовом компьютере можно провести одно вычисление сразу с обоими значениями.

К сожалению, из-за взаимодействия с окружающей средой квантовая когерентность быстро нарушается. Этот процесс, носящий название декогеренции, существенно усложняет создание квантовых компьютеров. Существующие методы борьбы с декогеренцией обладают теми или иными недостатками, поэтому в обсуждаемой работе был применен принципиально новый метод, разработанный этой же группой ранее.

Ученые научились сохранять квантовую когерентность бесконечно долго

Метод заключается в том, что если имеется система квантовых объектов, например, несколько кубитов, объединенных между собой, то ее можно организовать таким образом, что декогеренция будет действовать только на некоторые из параметров системы, но другие — говорят, что они перпендикулярны первым — будут сохранять свою когерентность неограниченно долго. Именно они и могут быть использованы для квантовых вычислений.

В ходе эксперимента ученым удалось продемонстрировать сохранение квантовой когерентности систем из двух кубитов в течение сотен миллисекунд при комнатной температуре.

Аналогичный механизм может работать в фотосинтезирующих молекулах, которые также находятся в тесном контакте с окружающей средой, но при этом, по всей видимости, используют квантовые процессы для преобразования энергии падающего на них света в биохимическую энергию. Эта гипотеза, однако, требует дальнейших исследований.

Ранее сообщалось о том, что испанские ученые разработали материал, который может спасти от радиации.



Теги: , , , , , , , , , ,



Автор: Ильшат Валиев
В 1994 году закончил физико-математический факультет Московского Государственного Университета, в настоящее время возглавляет НПО "Восход", кандидат физико-математических наук, блогер
Статей на сайте: 107

Оставить комментарий

Вы можете использовать эти HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>