• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Adiabatiska genvägar:Kort och gott i kvantvärlden

    Kredit:University of the Baskien

    Att utföra en uppgift långsamt och noggrant kan ge oss en högkvalitativ produkt. Det kan sammanfattas med det populära ordspråket "lätt gör det". Men vad händer om ett högt pris måste betalas för långsamhet? Tid är en knapp resurs och vad är mer, ett bra resultat är inte garanterat, eftersom vi lätt kan bli störda eller avbrutna av olika saker och händelser om vi tar för lång tid. Så det är klart att vi ofta är intresserade av att göra saker bra men också snabbt. Ett motsägelsefullt ordspråk illustrerar detta för oss än en gång:"kort och gott." Denna vardagliga föreställning kan även tillämpas i fysiklaboratorier och speciellt vid hantering av system, såsom naturliga eller konstgjorda atomer, som fysiker och ingenjörer använder för att försöka skapa nya kvantteknologier utformade för att göra beräkningar som för närvarande är omöjliga; eller för att uppnå säker, spionsäker kommunikation, sensorer med oöverträffad känslighet, och ultraexakta mätningar av tid och andra fysiska storheter.

    I kvantvärlden är "adiabatiska" processer de där systemkontrollerna ändras långsamt. Även om de är utbredda när det gäller att sätta upp eller ändra tillstånd utan att stimulera det system vi avser att kontrollera, de drabbas av samma problem som nämns i föregående stycke:tidsbrist och stor sannolikhet att bli störda. De är allvarliga problem i detta sammanhang eftersom kvantsystemtillstånd tenderar att vara mycket känsliga, de försämras snabbt och förlorar de mycket värdefulla, konstiga kvantegenskaper, som till exempel möjligheten att utforska olika stigar samtidigt. För att göra saken värre, under en alltför lång tid kan en atom sluta fly från fällan som innehåller den.

    "Adiabatiska genvägar" är tekniker utformade för att komma runt de svårigheter som just har hänvisats till:detta innebär att uppnå samma resultat som långsamma adiabatiska processer men inom kort tid. Termen dök upp för första gången 2010 i en tidning publicerad i Fysiska granskningsbrev av forskare vid UPV/EHU med medarbetare från Tyskland och Frankrike. Sedan dess, dessa idéer har utvecklats av författarna till tidningen och av många andra grupper och många experiment har körts med alla typer av kvantsystem. Det faktum att enbart under 2018 nämndes eller användes genvägarna i över 1, 500 uppsatser ger en uppfattning om den exponentiella tillväxten i applikationer. Begreppet "adiabaticitetsgenväg" har också spridit sig utanför kvantdomänen mot områden som optik, att tillverka mer kompakta enheter; eller teknik där, förvånande, det kan aktivera en mekanisk kran, till exempel, att accelereras utan att säkerheten äventyras.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com