นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักรได้ค้นพบวิธีใหม่ในการตรวจจับควอนตัมบิต (qubit) เดี่ยวที่ซ่อนอยู่ในเมฆหนาทึบจำนวน 100,000 qubits ที่เกิดจากการหมุนของควอนตัมดอท ความสามารถนี้เกี่ยวข้องกับแสงเลเซอร์และอิเล็กตรอนตัวเดียวที่ทำหน้าที่เหมือน “สุนัขต้อนแกะ” ที่หมุนตวัด อาจช่วยในการพัฒนาอินเทอร์เน็ตควอนตัม คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถ
ทำงาน
ได้ดีกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังภายในขอบเขตงานที่เฉพาะทางสูง อย่างไรก็ตาม เพื่อให้อุปกรณ์ควอนตัมเข้าถึงศักยภาพสูงสุดได้ นักวิจัยจำเป็นต้องหาวิธีเชื่อมโยงอุปกรณ์เหล่านี้เข้ากับอินเทอร์เน็ตควอนตัม เส้นทางหนึ่งที่กำลังสำรวจจะเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลควอนตัมในชุดของสปิน
ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างสอดคล้องกัน การหมุนของนิวเคลียร์ในควอนตัมดอทของเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเป็นผลึกเซมิคอนดักเตอร์ชิ้นเล็กๆ ที่ทำหน้าที่เหมือนอะตอมเทียม ถือเป็นความเป็นไปได้อย่างหนึ่ง ซ่อน ปัญหาคือข้อมูลควอนตัมที่จัดเก็บไว้ในสปินนิวเคลียร์ของจุดเหล่านี้ หรือสปินของวัสดุที่เหมาะสมอื่นๆ
นั้นเปราะบาง วิธีหนึ่งที่จะเอาชนะสิ่งนี้ได้คือการปกป้องสปินที่มีข้อมูลโดยการ “ซ่อน” สปินเหล่านั้นในคลาวด์ของสปินจากนิวเคลียสอะตอม 100,000 ตัวภายในควอนตัมดอทแต่ละจุด การหมุนที่มีข้อมูลสามารถถูกมองว่าเป็น “เข็ม” และก้อนเมฆของการหมุนอื่นๆ เป็น “กองหญ้า” หัวหน้าทีมนักฟิสิกส์
ในห้องปฏิบัติการคาเวนดิชของเคมบริดจ์ อธิบาย จุดควอนตัมดอตของเซมิคอนดักเตอร์ยืมตัวเองไปใช้กลอุบายประเภทนี้ เนื่องจากนักวิจัยสามารถฉีดนิวเคลียร์สปินเดี่ยวที่ตื่นเต้นด้วยแสงเลเซอร์เข้าไปในกลุ่มของสปินนิวเคลียร์ในจุดต่างๆ ในงานใหม่นี้ ทีมงานของเคมบริดจ์ฉีดสารกระตุ้นนิวเคลียร์
เพียงครั้งเดียว ซึ่งเรียกว่านิวเคลียสแมกนอน เข้าไปในจุดที่ทำจากอินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์
จนถึงตอนนี้ดีมาก อุปสรรคที่แท้จริง Atatüre อธิบายว่าเกิดขึ้นเมื่อเขาและเพื่อนร่วมงานพยายามสัมผัสถึงการมีอยู่ของข้อมูลควอนตัมที่เก็บไว้ในชุดของสปิน สิ่งนี้พิสูจน์ได้ยากเพราะสปินมักจะ “พลิก”
แบบสุ่ม
เมื่อพูดถึง ทำให้เกิดระบบที่มีเสียงดัง วิธีที่พวกเขาเอาชนะความท้าทายนี้คือการใช้อิเล็กตรอน (พร็อกซี) ในวัสดุที่ทำหน้าที่ “เหมือนสุนัขต้อนฝูงแกะ” ดังที่อตาตูร์กล่าวไว้ ในกรณีนี้แกะคือกลุ่มของการหมุนของนิวเคลียร์ การกระตุ้นการหมุนของนิวเคลียร์โดยรวม ในการทดลอง นักวิจัยวัดความถี่เรโซแนนซ์
ของสปินของอิเล็กตรอนสุนัขเลี้ยงแกะด้วยความแม่นยำสูงโดยใช้เทคนิคเลเซอร์จากนั้นพวกเขาใช้ความถี่เรโซแนนซ์นี้เพื่อตรวจจับสถานะการกระตุ้นของการหมุนของนิวเคลียร์แต่ละอัน อย่างไรก็ตาม เทคนิคการตรวจจับจะใช้งานได้ก็ต่อเมื่อกลุ่มของการหมุนนิวเคลียร์ที่สับสนอลหม่านถูกทำให้เย็นลง
จนถึงอุณหภูมิต่ำมาก (โดยใช้ลำแสงเลเซอร์อีกชุดหนึ่ง) เพื่อให้การหมุนเริ่มทำหน้าที่เป็นการกระตุ้นการหมุนของนิวเคลียร์แบบรวมหรือคลื่นหมุนด้วย a สถานะที่กำหนด อธิบายว่านี่เป็นเพราะสปินนิวเคลียร์เดี่ยวที่ฉีดเข้าไปในสปินเวฟนั้นง่ายกว่ามาก กว่าสปินที่ฉีดเข้าไปในกลุ่มสปินที่วุ่นวาย (ไม่เย็น)
ด้วยการควบคุมสถานะรวมของ 100,000 สปิน นักวิจัยสามารถตรวจจับการมีอยู่ของข้อมูลควอนตัมที่เก็บไว้เป็นควิบิตพลิกกลับที่มีความแม่นยำสูงถึง 1.9 ppm สำหรับเครื่องมือของพวกเขา ความแม่นยำนี้แสดงถึงขีดจำกัดพื้นฐานที่กำหนดโดยกลศาสตร์ควอนตัม ทีมงานของเคมบริดจ์ได้ควบคุมการควบคุม
และการตรวจจับในนิวเคลียสขนาดใหญ่ดังกล่าว โดยกล่าวว่าขณะนี้มีแผนที่จะสาธิตการจัดเก็บและดึงข้อมูลควอนตัมบิตตามอำเภอใจโดยใช้เทคนิคของมัน “การทำเช่นนี้ได้จะทำให้เราเอาชนะองค์ประกอบสำคัญสำหรับอินเทอร์เน็ตควอนตัม นั่นคือหน่วยความจำควอนตัมเชิงกำหนดที่เชื่อมต่อกับแสง”
“หากเรานึกภาพก้อนเมฆหมุนเป็นฝูงแกะ 100,000 ตัวที่เคลื่อนที่แบบสุ่ม แกะตัวหนึ่งที่เปลี่ยนทิศทางกะทันหันนั้นยากที่จะมองเห็น” เขากล่าว “แต่ถ้าทั้งฝูงเคลื่อนที่เป็นคลื่นที่กำหนดไว้อย่างดี แกะตัวเดียวที่เปลี่ยนทิศทางก็จะสังเกตเห็นได้อย่างชัดเจน” ในแนวทางสุดท้ายนี้ นักวิจัยใช้เลเซอร์เพื่อดักจับ
และทำให้
อะตอมเย็นลงจนกระทั่งพวกมันแทบไม่เคลื่อนไหว ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นพื้นฐานเดียวกันกับควอนตัมกราวิมิเตอร์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ จากนั้น หลังจากจัดเรียงอะตอมในไฟล์เดียว อิเล็กตรอนในอะตอมเย็นที่อยู่ใกล้เคียงจะถูกเลื่อนเข้าสู่สถานะที่มีความตื่นเต้นสูง (เรียกว่าสถานะ Rydberg)
โดยมีพลังงานเพียงเล็กน้อยจากพลังงานไอออไนเซชันของอะตอม กระบวนการนี้ส่งผลให้อะตอมขยายตัวเพื่อให้มีขนาดใหญ่พอที่จะโต้ตอบกันได้ โดยหลักการแล้ว อะตอมที่มีความตื่นเต้นสูง (แต่ยังคงเป็นกลาง) สามารถให้การซ้อนทับและการพัวพันที่จำเป็นในการสร้างคิวบิตสำหรับการคำนวณควอนตัม
ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสากลยังคงอยู่ห่างออกไปหลายปี แต่ก็ยังมีความเห็นเป็นเอกฉันท์ (แม้ว่าจะไม่ใช่สากล) เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่าสิ่งที่เรียกว่า “การหลอมควอนตัม” ที่พัฒนาโดย D-Wave นั้นใช้ประโยชน์จากผลควอนตัมโดยตรง ที่น่าสนใจคือ โครงสร้างของควอนตัมแอนนีลเลอร์นั้นไม่แตกต่าง
จากโครงสร้างที่เกิดจากการเชื่อมต่อในโครงข่ายประสาทเทียม สิ่งนี้ทำให้เกิดการพัฒนาที่เรียกว่าเครือข่ายเป็นกลางควอนตัมซึ่งเกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อเครือข่ายประสาทแบบคลาสสิกกับเครื่องหลอมควอนตัม เครื่องหลอม “ฝึกฝน” โครงข่ายประสาทแบบคลาสสิกโดยใช้ข้อมูลที่ได้รับจากการประมวลผล
สิ่งที่อยู่ข้างหน้า ศตวรรษที่ 20 เห็นการเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีที่สนับสนุนโดยแม่เหล็กไฟฟ้าและวัสดุศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ และการสื่อสารเติบโตในอุตสาหกรรมใหม่มากมาย โดยจัดหาอุปกรณ์ที่เปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของเราและจัดระเบียบสังคมของเรา เทคโนโลยีควอนตัมรุ่นที่สอง
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
