Anonim

Videnskabsfolk tromler op i kvanteangreb på makroskalaen

Fysik

Michael Irving

26. april 2018

En illustration af to tromler, der måler 15 mikron bredt, som nu er de største objekter, der skal kvanteres (Kredit: Aalto University / Petja Hyttinen & Olli Hanhirova, ARKH Architects)

For os, der lever vores liv på makroskalaen, forekommer den lille verden af ​​kvantemekanik underlig og usammenlig. Tag for eksempel kvantekonfusion - ideen om, at to genstande kan blive så forvirret, at ændringer i en kan øjeblikkeligt påvirke den anden, uanset hvor langt de er fra hinanden. Dette har regelmæssigt vist sig at være muligt med atomer og molekyler, men nu har forskere formået at demonstrere det på en meget større skala, som begynder at krydse ind i vores hverdag.

Selvom entanglement blev underforstået af sine egne beregninger af kvantemekanik, blev Albert Einstein berømt forankret af ideen og insisterede på, at der skal være en anden skjult forklaring, der ikke behøver at gøre brug af "spøgende handling på afstand". "Ca. 80 år på Imidlertid er quantum entanglement blevet eksperimentelt observeret gang på gang, og danner grundlaget for nye teknologier som kvantcomputering, kryptering og teleportation.

Men fænomenet er stadig begrænset til den mikroskopiske skala. Nu har et internationalt videnskabssamfund med succes indviklet objekter, der er meget større - næsten synlige for det blotte øje - hvilket er et vigtigt skridt i retning af at gøre det mere praktisk. Endnu bedre lykkedes forskerne at holde disse objekter i deres sammenbrudte tilstand i op til 30 minutter, en stor forbedring i forhold til den sædvanlige tidsramme for fraktioner af et sekund.

De pågældende genstande er et par vibrerende tromler, fremstillet af metallisk aluminium på en siliciumchip. Med en diameter tæt på bredden af ​​et menneskehår er de de største individuelle objekter, der har været kvantindklemt til dato. Andre "makroskopiske " eksperimenter er blevet udført, men involveret involverer mange par elektroner og kerner i et område omkring størrelsen af ​​en rød blodlegeme.

I de nye forsøg afkøles tromlerne til -273 ° C (-459, 4 ° F), kun et hår over absolut nul. Derefter bringes de ind i en kvanteforbundet tilstand, hvor kulden hjælper med at reducere udvendig indblanding.

"De vibrerende kroppe er lavet til at interagere via et superledende mikrobølge kredsløb, " siger mika sillanpää, blyforsker på undersøgelsen. "De elektromagnetiske felter i kredsløbet bremser enhver termisk forstyrrelse og efterlader kun de kvante mekaniske vibrationer. "

Forskerne siger, at undersøgelsen baner vejen for mere præcis manipulation af egenskaberne af makroskopiske objekter, som i sidste ende kunne bruges til at lave nye typer routere og sensorer. I fremtidens arbejde planlægger holdet at bruge kvante teleportation til at transmittere vibrationerne mellem de to tromlehoveder.

Forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature .

Kilde: Aalto Universitet

En illustration af to tromler, der måler 15 mikron bredt, som nu er de største objekter, der skal kvanteres (Kredit: Aalto University / Petja Hyttinen & Olli Hanhirova, ARKH Architects)

Anbefalet Redaktørens Valg