| Statisztika |
Online összesen: 1 Vendégek: 1 Felhasználók: 0 |
|
Kvantum számítógép
A fénysebességnél gyorsabb kommunikáció történhetett egy kísérlet során
 Fantasztikus
kísérleti eredményről adott hírt a Nature tudományos hetilap: a Genfi
Egyetem kutatói egy úgynevezett összecsatolt fotonpár tagjait
külön-külön továbbították két, egymástól 18 kilométerre fekvő
településre. Az ikerpár tagjai, a fotonok a megérkezés helyén úgy
viselkedtek, mintha tudnának egymásról.
A csoportot vezető Nicolas Grisin meglepő és őszinte nyilatkozatot
tett: "Számomra, becsszóra, ennek semmi értelme. Nem hiszem, hogy ma azt
állíthatnánk, jól el tudjuk mondani, hogy mindez hogyan történt".
A
kvantumvilágban két összecsatolódott részecske kényszerhelyzetben van:
ha a pár egyik tagját méréssel valamely egyértelmű kvantumállapotba
hozzuk, akkor a pár másik tagja, a másik részecske kénytelen az
előzőével ellentétes állapotot elfoglalni. Szemléletesen: ha az egyik az
óramutató járásával megegyezően pörög, akkor a másik azonnal az
ellenkező irányba kényszerül forogni. Ha az egyik forgásirányát
megváltoztatjuk, akkor a másik is azonnal változtat a forgásán, hogy egy
pillanatra se legyenek azonos állapotban. Akkor is így viselkednek, így
reagálnak egymásra, ha távol kerültek egymástól. Összecsatolt párt
hoztak már létre fény és fény (foton és foton), atom és atom, sőt atom
és fény között.
A svájci kísérlet eredménye összhangban van a
kvantummechanika törvényeivel, egyúttal rámutat arra, hogy a
kvantummechanika nem érthető hétköznapi észjárásunkkal. Két ember
összehangolhatja cselekedeteit, ha beszélnek egymással, vagy mindketten
egy harmadik féltől kapnak instrukciókat. Az információtovábbítás
sebessége maximum eléri, de nem haladja meg a fénysebességet. De hogyan
kommunikált egymással a két foton?
Satigny és Jussy településen a
kutatócsoport egyidejűleg mérte a két foton több jellemző
tulajdonságát, és igazolódott a kvantummechanika. Valóban azonnal
egymással ellentétes állapotokat foglaltak el, mintha különös módon
tudnának arról, milyen állapotban van a másik. Ha valahogyan
"kommunikáltak" egymással, akkor csak a fénysebességnél százszor
gyorsabban tehették volna, ez pedig csaknem minden fizikus szerint
lehetetlen. A kísérletet úgy tervezték, hogy néhány elképzelhető
megoldást tisztázzanak. Így kizárták azt, hogy a két foton még a Genfből
való elindulás előtt cserélt volna információt, kizárták a Föld
forgásának esetleges hatását is.
Terence Rudolph (Imperial
College, London) elméleti fizikus azt mondta a Nature hírszolgálatának,
hogy szerinte a kvantummechanika egyes elemei "meghaladják a téridőt",
ezt olvassa ki a kísérletből. Szerinte az emberek túlzottan nagy, nem
megérdemelt jelentőséget tulajdonítanak annak a 3 tér- és 1
idődimenziónak, amelyben élünk. "Azt hisszük, hogy a tér és az idő
fontos, mert ilyenfajta majmok vagyunk" - mondta.
Gisin bízik
abban, hogy az elméleti fizikusok találnak majd magyarázatot a különös
jelenségre. Az előzetes közleményhez rövid idő alatt sok hozzászólás
érkezett, benne fantasztikusnál fantasztikusabb ötletekkel.
Egy felhasználási lehetőség: kvantumszámítógépek
Ma
kettes számrendszerben tároljuk az információt, a bit számértéke 0 vagy
1 lehet. A kvantumszámítógépben a "qubit" az egység, ez a 0 és az 1
között minden értéket felvehet, ezeknek a szuperpozíciója. Az
információt mikroszkopikus rendszer, pl. egy atom vagy egy ion
elektronállapotai őrzik. A kvantumvilág fent bemutatott különös
jelenségének, az összecsatolódásnak köszönhetően a qubitek között
kapcsolat van, függnek egymástól. Az egyik qubit állapotának megmérése
(kiolvasása) azonnal hatással van a vele összecsatolódott másik qubitre.
A
kvantumvilág fantasztikus lehetőségeket kínál, de az akadályok is
nagyok. A kvantumszuperpozíció addig marad stabil, míg nem hat kölcsön a
környezetével. Ezért a kvantumrendszert nagyon alacsony hőmérsékletre
hűtik le, óvni kell a szórt elektromágneses terektől is. Gyakorlati
tapasztalat szerint ilyen védőintézkedések mellett is mindössze néhány
másodpercig tartható csak fenn a qubitek állapota. A zavartalan
működéshez tehát el kell szigetelnünk a kvantumrendszert a
környezetétől, viszont az adatok bevitele és az eredmények kiolvasása
csak a környezetből történhet. Erre az ellentmondásra egyelőre még nincs
megoldás.
2002-re fő vonalaiban tisztázódott a
kvantumszámítógépek elméleti háttere, a gyakorlati megoldás azonban még
bizonytalan. Jelenleg elsősorban csapdába ejtett atomokkal vagy ionokkal
kísérleteznek. A kísérletek egy részében a qubiteket az ionok
elektronállapotai hordozzák, az összecsatolt állapotot lézerrel hozzák
létre. Az eredmény kiolvasása szintén lézerrel történik. Mások csapdába
ejtett ionok helyett semleges atomokkal kísérleteznek; az atomok közti
kölcsönhatás gyengébb, de a környezettel is kevésbé hatnak kölcsön.
Lézernyalábokkal atomok százait lehet rácsba rendezni, köztük is lehet
összecsatolódott állapotokat teremteni. Szupravezető eszközre alapozott
kvantumszámítógépen is gondolkodnak (a szupravezetés maga is
kvantumjelenség). Optikai megoldás is elképzelhető, ebben a fotonok
kvantumállapotai hordozzák az információt. A félvezető anyagokon
létrehozott "kvantumpöttyökből" könnyebbnek tűnik nagyobb számítógép
építése, a környezettel is egyszerűbb ezeket összekötni. (A
"kvantumpöttyök" a valaha készített legkisebb, mérhető áramot hordozó
gyűrűk. A mindössze 50 milliárdod méter átmérőjű gyűrűk erős
kvantumjelenségeket mutatnak, amikor mindössze egy vagy két elektront
tartalmaztak. Néhány tudós reméli, hogy a "kvantumpöttyök" lehetnek a
kvantumkomputerek memóriájának alapjai - a szerk.)
Néhány éve még
távoli, bizonytalan lehetőségnek tűnt a kvantumszámítógép megalkotása,
számos szakértő szerint azonban 2020-ra már elkészülhetnek. Valószínűleg
nem váltják le a mai gépeket, csak néhány különleges területen
alkalmazzák majd őket. Forradalmi újdonságot hozhat, hogy segítségükkel
más kvantumrendszereket lehet majd szimulálni. Kvantum-szimulátorban
leírhatjuk és megjósolhatjuk molekulák és anyagok szerkezetét,
viselkedését - a kvantumszámítógéppel elsőként vegyészek, az
anyagtudomány szakemberei és biológusok dolgoznak majd. A fizikusok
például a magas hőmérsékletű szupravezetést modellezhetik.
A nagy
számok prímszámokra bontását is nagyságrendekkel gyorsabban végezheti
el egy kvantumszámítógép, mint a mai gépek. Ez a matematikai feladat
meghatározó az információk titkosításában és a fordított feladatban, a
kódfeltörésben. Mások a nagy adatbázisokban való keresésre dolgoztak ki
algoritmust kvantumszámítógépek számára.
|
| Kategória: kedvenc cikkeim | Hozzáadta:: tegelysajto (2012-06-19)
|
| Megtekintések száma: 156
| Helyezés: 0.0/0 |
|
|
|
