• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Forskare mäter kvantkraftsökningen i kvantförstärkningsmotorn för första gången

    Skiss som visar cykeln för kvantmotorn realiserad med ett kväve-vakans (NV) centrum. Den övre sfären (orange) i varje bild indikerar tillståndet för NV -centrum i början av varje cykel, som antingen är klassisk (vänster) eller kvant (höger), beroende på om det ursprungliga tillståndet är kvant koherent. Under arbetsslaget (gul pil) tappar NV -centret energi, indikeras med ΔzΔz. Den förlorade energin hämtas från NV -centret som arbete. En grön mikrovågspuls (grön pil) appliceras sedan på mitten, ansluta den till två termalbad, en åtgärd som återställer det ursprungliga tillståndet. Cykeln börjar sedan igen. Upphovsman:APS/Alan Stonebraker

    Ett internationellt team av forskare har mätt en kvantkraftsökning i en kvantförstärkningsmotor för första gången. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver sina experiment med kvantboostmotorer och vad de lärt sig.

    Fysiker har studerat kvantvärmemotorer i många år - de arbetar på sätt som liknar klassiska värmemotorer, men deras "arbetsvätska, "som beter sig på ett sätt som påminner om ånga i en ångmaskin, kan vara i en sammanhängande superposition. Detta har fått många inom området att undra om kvantmotorer faktiskt kunde prestera bättre än de klassiska motorerna vi ser runt oss varje dag. För bara fyra år sedan, ett team vid hebreiska universitetet i Jerusalem påstod sig ha hittat svaret, rapporterar en teori som föreslog att kvantmotorer kunde, verkligen, vara effektivare än klassiska motorer. I denna nya insats, forskarna har utfört experiment som visar att teorin var korrekt.

    I deras experiment, forskarna byggde en kvantvärmemotor genom att börja med en kvävevakans (NV) i mitten av en diamant - de föreslog att dess två lägsta energinivåer representerade de två nivåerna av en qubit, och i detta fall, fungerade som arbetsvätska. Rollen som två termalbad spelades av högre energinivåer. Forskarna placerade sin NV i ett magnetfält, vilket resulterade i en vändning av energinivåerna, representerar motorns initialtillstånd. Ett arbetsslag startades genom att avfyra en mikrovågspuls mot NV, som tvingade qubiten att rotera i en avstämbar vinkel. Rotationen av qubit reducerade mängden energi i mitten av NV, som laget tog ut. Forskarna sköt sedan en grön laser mot NV, tvingar kvbitnivåerna att koppla ihop med termalbad, vilket fick centren att återgå till sitt ursprungliga tillstånd. Forskarna upprepade experimentet 100, 000 gånger, förändrade cykeltider. De rapporterar att för små qubit -rotationsvinklar, effekt var mycket högre än för samma typ av motor utan koherens - vilket visar att deras motor var mer effektiv än en klassisk motor.

    © 2019 Science X Network

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com