`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонід Бараш

Впервые наблюдался квантовый фазовый переход

0 
 

Потенциальными будущими приложениями квантового фазового перехода могут быть элементы памяти, а также процессоры для квантового моделирования.

Группа ученых под руководством Йоханнеса Финка (Johannes Fink) из Института науки и технологии Австрии (IST Austria) сообщила о первом экспериментальном наблюдении фазового перехода первого рода в диссипативной квантовой системе. Фазовые переходы - это то, с чем мы часто сталкиваемся в повседневной жизни, когда наблюдаем изменение состояния материи, например замораживание воды при критической температуре 0 градусов Цельсия. Однако фазовые переходы также происходят на квантовомеханическом уровне, где они, несмотря на их важность для различных областей физики, относительно не исследованы.

Одним из примеров фазового перехода на квантовом уровне является прорыв фотонной блокады, который был открыт всего два года назад. Во время фотонной блокады фотон заполняет резонатор в оптической системе и препятствует проникновению других фотонов в одну и ту же полость до тех пор, пока он ее не покинет, что, следовательно, блокирует поток фотонов. Но если поток фотонов возрастает до критического уровня, происходит предсказанный квантовый фазовый переход: фотонная блокада разрушается, а состояние системы изменяется от непрозрачного до прозрачного. Этот фазовый переход в настоящее время экспериментально наблюдался исследователями, которым впервые удалось удовлетворить очень специфические условия, необходимые для полного изучения этого эффекта.

Во время фазового перехода непрерывное изменение внешнего параметра, например температуры, приводит к переходу между двумя устойчивыми состояниями с различными атрибутами. Фазовые переходы первого рода характеризуются сосуществованием двух устойчивых фаз, когда управляющий параметр находится в определенном диапазоне, близком к критическому значению. Две фазы образуют смешанную фазу, в которой некоторые части завершили переход, а другие нет, как в стакане, в котором одновременно присутствуют лед и вода. Экспериментальные результаты дают представление о квантовомеханической основе этого эффекта в микроскопической, нульмерной системе.

Установка ученых состояла из микрочипа со сверхпроводящим СВЧ-резонатором, действующим как полость, и несколькими сверхпроводящими кубитами, действующими как атомы. Чип охлаждался до температуры очень близкой к абсолютному нулю - 0,01 Кельвина, - так что тепловые флуктуации не играли никакой роли. Чтобы создать поток фотонов, исследователи посылали непрерывный микроволновый тон на вход резонатора на кристалле. На выходе они усиливали и измеряли передаваемый СВЧ-поток. Для определенных входных мощностей они обнаруживали сигнал, переключающийся стохастически между нулевым прохождением и полным прохождением – произошло ожидаемое сосуществование обеих фаз. «Мы наблюдали это случайное переключение между непрозрачным и прозрачным состояниями в первый раз и в соответствии с теоретическими предсказаниями», - сказал ведущий автор статьи Йоханнес Финк из IST Austria.

Потенциальными будущими приложениями являются элементы памяти, а также процессоры для квантового моделирования. «Наш эксперимент занял ровно 1,6 миллисекунды для любой заданной входной мощности. Соответствующее численное моделирование заняло пару дней в Национальном кластере суперкомпьютеров, что дает представление о том, почему эти системы могут быть полезны для квантового моделирования», - объясняет Финк.

Впервые наблюдался квантовый фазовый переход

Это распределение вероятности, показывающее равную вероятность того, что полость будет прозрачной и непрозрачной в критической точке

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT