Tag Archives: กลศาสตร์ควอนตัม

เงินสดควอนตัมและการสิ้นสุดของการปลอมแปลง jumbo jili นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์เงินกระดาษ ผู้ปลอมแปลงได้ผลิตธนบัตรปลอมออกมา งานฝีมือบางส่วนของพวกเขาซึ่งสร้างขึ้นด้วยหมึก กระดาษ และแท่นพิมพ์ที่มีเทคโนโลยีสูงนั้นดีมากจนยากที่จะแยกแยะจากของจริง ธนาคารแห่งชาติต่อสู้กับผู้ปลอมแปลงด้วยลายน้ำ โฮโลแกรม และมาตรการที่ซับซ้อนอื่นๆ แต่เพื่อให้เงินได้รับการปกป้องอย่างสูงสุด นักฟิสิกส์ควอนตัมบางคนจึงหันไปใช้ความแปลกประหลาดที่ควบคุมอนุภาคพื้นฐานของธรรมชาติ สล็อต ในขณะนี้ แนวคิดเรื่อง “เงินควอนตัม” อยู่บนกระดานวาดภาพเป็นอย่างมาก นั่นไม่ได้หยุดนักวิจัยจากการไตร่ตรองว่าจะใช้รูปแบบการเข้ารหัสแบบใด หรือจากการสงสัยว่าเทคโนโลยีที่ใช้สร้างสถานะควอนตัมสามารถย่อขนาดลง “จนถึงจุดที่เหมาะสมในกระเป๋าสตางค์ของคุณ” Scott Aaronsonสถาบัน MIT กล่าว นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานเกี่ยวกับเงินควอนตัม “นี่คือนิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นนิยายวิทยาศาสตร์ที่ไม่ละเมิดกฎฟิสิกส์ที่เป็นที่รู้จัก”กฎหมายที่ควบคุมอนุภาคย่อยของอะตอมแตกต่างอย่างมากจากกฎที่ควบคุมประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน กฎควอนตัมที่เกี่ยวข้องในที่นี้คือทฤษฎีบทที่ไม่มีการโคลน ซึ่งบอกว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะคัดลอกสถานะของอนุภาคควอนตัมอย่างแน่นอน นั่นเป็นเพราะการทำซ้ำสถานะของอนุภาคนั้นเกี่ยวข้องกับการวัด—และการวัดจะเปลี่ยนคุณสมบัติโดยรวมของอนุภาค ในบางกรณี ซึ่งคุณรู้อยู่แล้วเกี่ยวกับสถานะที่เป็นปัญหา กลศาสตร์ควอนตัมอนุญาตให้คุณวัดคุณลักษณะหนึ่งของอนุภาคได้ แต่ในการทำเช่นนั้น คุณทำให้ไม่สามารถวัดคุณลักษณะอื่นๆ ของอนุภาคได้กฎนี้บอกเป็นนัยว่าหากคุณใช้เงินที่เชื่อมโยงกับอนุภาคควอนตัม โดยหลักการแล้ว คุณสามารถทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะคัดลอก: มันจะเป็นหลักฐานการปลอมแปลงนักฟิสิกส์ผู้มีวิสัยทัศน์Stephen … Continue reading →

การล้างเส้นทางสำหรับแสงควอนตัม jumbo jili ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์ขนาดเล็กที่เป็นรากฐานของการคำนวณสมัยใหม่ หลายพันล้านตัวส่งสัญญาณไฟฟ้าไปรอบ ๆ ภายในสมาร์ทโฟนเป็นต้นคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่คล้ายคลึงกันเพื่อจัดการกับข้อมูลควอนตัม แต่ข้อจำกัดในการออกแบบสำหรับเทคโนโลยีใหม่นี้มีความเข้มงวด และโปรเซสเซอร์ที่ล้ำหน้าที่สุดในปัจจุบันนี้ไม่สามารถนำไปใช้ใหม่เป็นอุปกรณ์ควอนตัมได้ นั่นเป็นเพราะผู้ให้บริการข้อมูลควอนตัมซึ่งเรียกว่า qubits ต้องปฏิบัติตามกฎต่างๆ ที่กำหนดโดยฟิสิกส์ควอนตัม สล็อต นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้อนุภาคควอนตัมหลายชนิดเป็น qubits แม้กระทั่งโฟตอนที่ประกอบเป็นแสง โฟตอนเพิ่มความน่าดึงดูดเพราะสามารถส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็วในระยะทางไกล และเข้ากันได้กับชิปประดิษฐ์ อย่างไรก็ตาม การสร้างทรานซิสเตอร์ควอนตัมที่ถูกกระตุ้นโดยแสงนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายเพราะต้องการให้โฟตอนมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ปกติแล้วจะไม่เกิดขึ้นเองตอนนี้นักวิจัยจากโรงเรียนวิศวกรรม A. James Clark และ สถาบันควอนตัมร่วมของมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ (JQI) ซึ่งนำโดยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ JQI Fellow และสถาบันวิจัยด้านอิเล็กทรอนิกส์และฟิสิกส์ประยุกต์ Edo Waks ได้เคลียร์ อุปสรรค์นี้และแสดงให้เห็นทรานซิสเตอร์แบบโฟตอนเดียวตัวแรกโดยใช้ชิปเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในScienceฉบับวันที่ 6 กรกฎาคม มีขนาดกะทัดรัด … Continue reading →

แหล่งกำเนิดแสงควอนตัมเก่าแก่ที่สร้างขึ้นที่ขอบของชิปซิลิคอน jumbo jili ปริมาณแสงที่น้อยที่สุดที่คุณสามารถมีได้คือโฟตอนเดียว—สลัวจนมนุษย์มองไม่เห็น แม้ว่าจะมองไม่เห็น แต่พลังงานเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการส่งข้อมูลควอนตัมไปรอบๆ ตามหลักการแล้ว ผู้ให้บริการจัดส่งควอนตัมทุกคนจะเหมือนกัน แต่ไม่มีวิธีตรงไปตรงมาในการผลิตโฟตอนที่เหมือนกัน สิ่งนี้ท้าทายอย่างยิ่งเมื่อโฟตอนแต่ละตัวมาจากเศษที่ประดิษฐ์ขึ้น สล็อต ตอนนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ได้สาธิตวิธีการใหม่ที่ช่วยให้อุปกรณ์ต่างๆ สามารถปล่อยโฟตอนเดี่ยวที่เกือบจะเหมือนกันได้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า นำทีมโดย เอ. รองศาสตราจารย์ Mohammad Hafezi แห่งJames Clark School of Engineeringได้สร้างชิปซิลิกอนที่นำทางแสงไปรอบ ๆ ขอบของอุปกรณ์ ซึ่งได้รับการปกป้องโดยเนื้อแท้จากการหยุดชะงัก ก่อนหน้านี้ Hafezi—จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของ Clark School, Joint Quantum Instituteและ Institute for Research in … Continue reading →

Quantum Dots สามารถคำนวณได้หรือไม่? jumbo jili นักวิจัยพยายามพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาเป็นเวลานานโดยใช้เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์แบบเดียวกับที่ขับเคลื่อนคอมพิวเตอร์ทั่วไปได้สำเร็จ หลังจากสำรวจมาหลายปี สองกลุ่มได้เริ่มเชื่อมโยงจุดต่างๆ เข้าด้วยกันอย่างแท้จริง สล็อต การเชื่อมต่อจุดภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแสดงชิ้นส่วนของแกลเลียมอาร์เซไนด์เมื่อมองจากด้านบน โดยมีอิเล็กโทรดโลหะอยู่ด้านบน แรงดันไฟฟ้าเชิงลบที่ใช้กับอิเล็กโทรดจะขับไล่อิเล็กตรอนที่อยู่ด้านล่าง รูปแบบของอิเล็กโทรดทำให้เกิดแอ่งน้ำเล็กๆ สองแอ่ง (จุดควอนตัม) เรียงต่อกัน ตรงกลางของภาพ โดยที่อิเล็กโทรดมาบรรจบกันจุดในกรณีนี้คือจุดควอนตัม โครงสร้างเหล่านี้เป็นโครงสร้างระดับนาโนที่สร้างขึ้นภายในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีแอ่งอิเล็กตรอนขนาดเล็ก ซึ่งทำให้แต่ละจุดมีคุณสมบัติเชิงกลของควอนตัมรวมเรียกว่าสปิน การหมุนของจุด ซึ่งสามารถขึ้นหรือลงได้ แสดงถึงบิตของข้อมูลควอนตัม หรือ qubits เนื่องจากคุณสมบัติของควอนตัม เช่น สปิน สามารถมีอยู่ในสองสถานะพร้อมกัน นั่นคือการขึ้นและลงในกรณีของสปิน คอมพิวเตอร์ที่ใช้ qubits สามารถคำนวณได้หลายอย่างพร้อมกันแยกกลุ่มนักวิจัยที่ Duke University ใน Durham, NC และที่ … Continue reading →

ความแปลกประหลาดของควอนตัม: ศูนย์สองครั้งไม่เท่ากับศูนย์เสมอ jumbo jili ในการค้นพบที่น่าประหลาดใจที่เผยแพร่ในสัปดาห์นี้ นักฟิสิกส์ได้ประกาศว่าศูนย์สองครั้งนั้นไม่เท่ากับศูนย์เสมอไปการวิจัยเชิงทฤษฎีใหม่นี้ตรวจสอบการส่งสัญญาณของรัฐควอนตัมแต่ละสถานะ เช่น การส่งโฟตอนเพียงเส้นเดียวลงในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง และการอ่านโพลาไรเซชันที่ปลายสุด แทนที่จะส่งโฟตอนเพียงตัวเดียวลงในเส้นที่สะอาดและไม่ถูกรบกวน นักวิจัยได้พิจารณาการส่งข้อมูลลงในสองบรรทัดที่มีสถิตย์มากเกินไปในการถ่ายทอดสิ่งใดๆ ได้อย่างน่าเชื่อถือ เมื่อตรวจสอบสายสัญญาณโดยลำพัง ช่องสัญญาณรบกวนแต่ละช่องก็พิสูจน์ได้ว่าไร้ประโยชน์ราวกับแจ็คโทรศัพท์ที่เสีย อย่างไรก็ตาม นักวิจัยคำนวณว่าใครบางคนที่อยู่ปลายสุดของช่องสัญญาณรบกวนสองช่องที่ใช้ร่วมกันจริง ๆ แล้วสามารถดึงข้อมูลจริงจากบรรทัดที่ไร้ค่าแต่ละรายการได้ สล็อต การค้นพบนี้แม้จะเป็นเพียงทฤษฎีล้วนๆ แต่ก็สัญญาว่าจะเปิดวิธีการใหม่ในการเสริมสร้างการเข้ารหัสควอนตัมให้แข็งแกร่งและช่วยในการแสวงหาการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เข้าใจยากลักษณะที่ขัดกับสัญชาตญาณของการประกาศเกิดขึ้นจากข้อมูลประเภทแปลก ๆ ที่กำลังศึกษาอยู่ ควอนตัมบิตต่างจากบิตคลาสสิกซึ่งเป็นศูนย์หรือหนึ่งเพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น ควอนตัมบิตสามารถมีอยู่ในสถานะระดับกลางจำนวนอนันต์ระหว่างศูนย์ถึงหนึ่ง นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะที่ทำให้งงงวยแม้แต่ Albert Einstein: การวัดควอนตัมบิตหนึ่งส่งผลต่อข้อมูลที่ดำเนินการโดยควอนตัมบิตอื่นที่เคยสัมผัสมาก่อน (สิ่งที่น่าหนักใจที่สุดสำหรับนักฟิสิกส์ในตำนานคือข้อเท็จจริงที่ว่าควอนตัมบิต “พัวพัน” สองชิ้นในทางทฤษฎีสามารถอยู่ฝั่งตรงข้ามของจักรวาลจากกันและกันได้ แต่การวัดที่ทำกับชิ้นหนึ่งจะยังคงส่งผลต่อคู่แฝดในทันที)การค้นพบใหม่นี้เกิดขึ้นจาก Thomas J. Watson Research Center ของ IBM … Continue reading →