臺北市
28°
( 29° / 27° )
氣象
2024-05-13 | 科技島

掌控量子混沌 創新冷卻法穩定量子實驗


掌控量子混沌 創新冷卻法穩定量子實驗


維也納工業大學透過巧妙地分裂玻色-愛因斯坦凝聚態的新技巧,使更穩定的量子實驗成為可能。


編譯/高晟鈞




維也納工業大學透過巧妙地分裂玻色-愛因斯坦凝聚態的新技巧,使更穩定的量子實驗成為可能。





掌控量子混沌 創新冷卻法穩定量子實驗
維也納工業大學透過巧妙地分裂玻色-愛因斯坦凝聚態的新技巧,使更穩定的量子實驗成為可能。(圖/123RF)



量子實驗中,無論是量子電腦、量子感測器或是任何有關量子反應的任何裝置,始終面臨一項共同的難題:量子效應十分脆弱且極易受影響;一點點來自周圍溫度的波動,或是微微的觸碰,都會導致量子效應發生變化。




維也納工業大學的一個研究團隊,通過一種特殊的冷卻方式,將玻色-愛因斯坦凝聚態分裂成兩部分,兩者都具有非常特殊的時間動態,可以完美地防止隨機波動。這樣,極低溫度的玻色-愛因斯坦凝聚態原子的相對溫度可以顯著降低,而這對於量子模擬器非常重要。




更多新聞: 超過1千個量子位元 物理學家創量子電腦紀錄




溫度為關鍵之一




量子模擬器是一種可以更好操作、控制與監控的系統,被用來更好地觀察量子現象。舉例來說,可以用水波來進行實驗來了解聲波的特性,因為水波能更好地被操控與觀察;而量子模擬器具有同樣的用處。




目前,限制量子模擬器適用性的決定性因素在於它們的溫度。冷卻物體的方法有多種:例如,透過非常緩慢地增加氣體的體積來冷卻氣體。而對於需要接近絕對零度低溫的的玻色-愛因斯坦凝聚態原子,通常會使用其他技巧:高能量的原子會被快速移除,直到只剩下一組原子。這組剩餘的原子因為具有相當均勻的低能量,所以溫度非常低。




不只冷還要更冷




不同於以上方法,研究團隊使用了一種完全不同的技術,他們在玻色-愛因斯坦凝聚態的原子中間創建了一個屏障,並將其區分成左右兩個部分。根據量子定律,到達左右兩側的粒子數量具有不確定性,因此可以說雙方都處於不同粒子數狀態的量子物理疊加態中。




玻色愛因斯坦凝聚體的分裂,無論是極度突然或極度緩慢的分裂都不是最佳的。必須找到一種折衷方案,一種巧妙定制的方法來動態分裂凝聚物,以便盡可能地控制量子漲落。




研究團隊證明,透過適當的分裂動力學可以抑制粒子數量的波動,反過來轉化為更低溫的玻色-愛因斯坦凝聚態,比以前更好地使用系統作為量子模擬器。




資料來源:ScitechDaily



這篇文章 掌控量子混沌 創新冷卻法穩定量子實驗 最早出現於 TechNice科技島-掌握科技與行銷最新動態

最新科技新聞

延伸閱讀