|  | 24 ноября 2015 | Новости науки и техники

Ученые добились возникновения квантовой запутанности при комнатной температуре

Квантовая запутанность


Квантовая запутанность - это загадочное явление квантового мира, благодаря которому запутанные частицы остаются неразрывно связанными друг с другом, несмотря на разделяющее их расстояние, которое может быть сколь угодно большим. Отметим, что практически все эксперименты с физическими частицами, в которых задействовано явление квантовой запутанности, производятся при невероятно низких температурах, приближающихся к температуре абсолютного нуля. Однако, группа ученых-физиков из Чикагского университета показала, что это явление может возникнуть и при нормальной температуре окружающей среды, и это является огромным шагом для дальнейшего развития таких областей, как квантовые вычисления и квантовые коммуникации.

В своих экспериментах ученые использовали подложку из карбида кремния. Воздействие импульса инфракрасного лазерного света, сосредоточенного на поверхности материала, привело к тому, что в 40 кубических микрометрах этого полупроводникового материала магнитные состояния всех электронов выровнялись в одном направлении. Последующий за лазерным магнитный импульс запутал на квантовом уровне все электроны, магнитный момент которых не успел измениться за короткое время, прошедшее между двумя импульсами.

И такой метод получения запутанных частиц отлично сработал, сработал, невзирая на то, что полупроводниковый материал находился в нормальных условиях, а не был охлажден до температуры ниже -270 градусов Цельсия, как в большинстве других экспериментов.

Экспериментальная установка


"Своими экспериментами мы продемонстрировали возможность создания стабильных запутанных частиц в среде чистого полупроводникового материала. И без сомнений то, что все это было сделано при комнатной температуре, окажет огромное влияние на дальнейшее развитие квантовой вычислительной и коммуникационной техники" - рассказывает Дэвид Ошалом (David Awschalom), ученый, возглавляющий исследовательскую группу, - "В скором будущем квантовые устройства перестанут нуждаться в сложных системах низкотемпературного охлаждения. Это сделает квантовую технику дешевле и доступней более широкому кругу потребителей".

Исследователи считают, что обнаруженный ими эффект "высокотемпературной" квантовой запутанности не сразу пробьет себе путь в область квантовых вычислений. Его реализация более подходит сейчас для создания различных датчиков, работа которых основана на принципах квантовой механики и которые могут найти широкое применение в биологии, медицине и других смежных областях. А в более отдаленном будущем ученые надеются получить эффект квантовой запутанности при нормальных условиях в других материалах и с другими частицами, которые более походят для их использования в качестве квантовых битов, кубитов, вычислительных систем.




Ключевые слова:
Квантовая, Запутанность, Электрон, Карбид, Кремния, Импульс, Лазер, Магнит, Температура, Нормальные, Условия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые добились квантовой запутанности макроскопических объектов при комнат ...
  • Ученые-физики научились имитировать квантовую запутанность при помощи света ...
  • Новый метод создания квантовой запутанности позволит увеличить количество и ...
  • Расширяя теорию Эйнштейна исследователи демонстрируют новый вид квантовой з ...
  • Ученым удалось запутать на квантовом уровне два кристалла алмаза миллиметро ...




  • 24 ноября 2015 07:15
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3925
    Теперь самое главное осталось - придумать где это все применить, а то фразы звучать очень "высокие", а похоже, что практического применения этой штуки нет и не предвидится в ближайшем обозримом будущем. Но сам факт - интересен.


    --------------------
        
    24 ноября 2015 08:47
    #2 Написал: Ян Дененберг

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    FomaNeverujuwij,
    А как же квантовые вычисления?
        
    24 ноября 2015 11:37
    #3 Написал: Strain

    Публикаций: 0
    Комментариев: 85
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Теперь самое главное осталось - придумать где это все применить, а то фразы звучать очень "высокие", а похоже, что практического применения этой штуки нет и не предвидится в ближайшем обозримом будущем. Но сам факт - интересен.


    Если я все правильно понял, то та самая подпространственная связь из Звездных Врат и работает на основе квантовой запутанности. По факту если сделать 2 запутанные частицы и одну оставить на Земле, а вторую отправить на космический корабль - получится канал связи. 1-0 в зависимости от того, как менять спин частицы. И так как связь остается непрерывной на любом расстоянии - профит очевиден.
        
    24 ноября 2015 12:21
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3925
    Цитата: Strain
    профит очевиден

    Но недостижим в нынешнее время, когда удается удержать запутанность на протяжении нескольких пико- или фемтосекунд (столько, сколько фотонам требуется, чтобы пролететь 150-170 километров, нынешний рекорд по дальности). А потом заутанность разваливается и алес!

    Цитата: Ян Дененберг
    А как же квантовые вычисления?

    Если ученые научатся использовать "толпу" электронов в карбиде кремния в качестве отдельных кубитов, которыми можно управлять по-отдельности, во что мне не очень верится пока, тогда может быть, может быть....


    --------------------
        
    24 ноября 2015 14:44
    #5 Написал: Strain

    Публикаций: 0
    Комментариев: 85
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Но недостижим в нынешнее время, когда удается удержать запутанность на протяжении нескольких пико- или фемтосекунд (столько, сколько фотонам требуется, чтобы пролететь 150-170 километров, нынешний рекорд по дальности). А потом заутанность разваливается и алес!


    Недавно читал про квантово запутанные электроны. В замкнутом сверхпроводнике электрон может циркулировать до 2 лет. Чисто теоретически каждый запутанный электрон можно поместить в подобную ловушку и получится канал связи который будет существовать до 2 лет=)
        
    24 ноября 2015 15:32
    #6 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 218
    Цитата: Strain
    получится канал связи.


    а можно чуть подробнее про такой канал и его преимущества? ;))


    --------------------
        
    24 ноября 2015 17:37
    #7 Написал: Sine

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    interim, это же очевидно: при латентности, стремящейся к нулю, можно создать межпланетную связь, которая будет работать практически в реальном времени. Это конечно при условии, что все трудности решены.
        
    24 ноября 2015 23:44
    #8 Написал: Demnus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 270
    Напомните, а главную трудность с невозможностью передать информацию быстрее скорости света, которая распространяется и на квантовую запутанность, решили? Насколько я помню, да спин меняется сразу, но его значение можно узнать, только отправив информацию о его изменении традиционным, до световым каналом. В противном случае наблюдается гиперпозиция его состояний, и невозможно узнать поменял ли он его или нет...
        
    25 ноября 2015 13:38
    #9 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 394
    Demnus,
    Создадут квантовую мобилу, в которую нужно будет сначала сказать что хочешь, но потом что бы тебя услышали, позвонить по обычному телефону, и повторить, только эти слова смогут расшифровать квантовое сообщение..во как.
        
    28 ноября 2015 19:21
    #10 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 218
    Sine,
    Цитата: Sine
    interim, это же очевидно:



    ну, раз "очевидно", то попробуйте понять, что Вам резонно заметил на все это Demnus, и в чем Вы не правы в своих ожиданиях о "реальном времени"


    --------------------
        
    2 декабря 2015 13:38
    #11 Написал: Sine

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    О, не заметил, что вы ответили. Было бы неплохо иметь какую-нибудь опцию подписки на тему, а то неудобно получается.
    Однако, interim, если бы вы решили читать дальше слова "очевидно", то увидели бы, что там есть целое второе предложение с важной оговоркой. Даже и не знаю, что ещё можно добавить. :)
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.