Kaaoksen pitäminen loitolla kvanttimaailmassa

03.03.2026

Cornell-Dynaaminen-jaadytys-voi-suojata-kvantti-300-t.jpgKvantti-informaation säilyttäminen on avainasemassa hyödyllisten kvanttilaskentajärjestelmien kehittämisessä. Mutta vuorovaikutuksessa olevat kvanttijärjestelmät ovat kaoottisia ja noudattavat termodynamiikan lakeja, mikä lopulta johtaa informaation menetykseen.

Fyysikot ovat jo pitkään tienneet oudosta poikkeuksesta, jota kutsutaan dynaamiseksi jäätymiseksi, kun tarkasti viritetyillä taajuuksilla ravistetut kvanttijärjestelmät kiertävät näitä lakeja. Mutta kuinka kauan tämä ilmiö voi viivästyttää termodynamiikkaa?

Cornellin fyysikot ovat uuden matemaattisen viitekehyksen kautta osoittaneet, että jäätynyt tila voidaan vakauttaa riittävän kauan, jotta siitä tulee hyödyllinen strategia informaation säilyttämiseksi kvanttijärjestelmissä. Tämä voi olla lupaava tapa ylläpitää koherenssia kvanttitietokoneissa, kun kubittien määrä skaalautuu miljooniin.

"Se on kuin kysyisi, miten voi välttää fysiikan lakien lopulta valtaamasta alaa?" sanoi Debanjan Chowdhury, fysiikan apulaisprofessori. "Tämä on ollut yksi suurimmista avoimista ongelmista kvanttimaailman monikappalejärjestelmien alalla."

Analyyttisten laskelmiensa avulla Chowdhury ja kaksi hänen tutkimusryhmänsä jäsentä havaitsivat, että vaikka kvanttijärjestelmiä voidaan ohjata säilyttämään informaatiota erittäin pitkiä aikoja – mahdollisesti lähestyen maailmankaikkeuden ikää – jäätynyt tila ei ole pysyvä ja väistämättä lämpenee erittäin harvinaisten kvanttiprosessien kautta.

"Tässä ilmiössä on jotain erityistä", Chowdhury sanoi. "Se ei kestä ikuisesti, mutta nyt voimme laskea tarkasti, kuinka kauan suojaus kestää. Aikaskaalat ovat eksponentiaalisesti pitkiä aiheen tekijän läsnä ollessa. Informaatio voidaan säilyttää erittäin, erittäin pitkän ajan."

Järjestelmä ei kuitenkaan pysy luonnostaan jähmettyneenä itsestään ja tutkimus osoittaakin teoreettisesti, miten koherenssi lopulta häviää.

"Useimmiten järjestelmä pysyy vakaana, mutta silloin tällöin se tekee äkillisen kvanttihypyn eri tilaan", Haoyu Guo sanoi. "Kuvittele pallo, joka seisoo hiljaa laaksossa ja ilmestyy odottamatta seuraavaan laaksoon – ei vierimällä ylämäkeen, vaan kulkemalla itse vuoren läpi, mikä on mahdollista vain kvanttifysiikan avulla."

Chowdhuryn mukaan jatkuva jaksollinen käyttö tarkasti viritetyillä taajuuksilla aiheuttaa hienovaraisen kvanttimekaanisen prosessien peruuntumisen, mikä johtaa kaaokseen ja tutkimuksen tulos on kuin kvanttikaaoksen melua vaimentavat kuulokkeet.

Aiheesta aiemmin:

Kvanttisimulaatio: kollektiivisten ilmiöiden näkyvyyden parantaminen

09.03.2026Optinen pistokeliitäntä fotonipiireille
07.03.2026Ruosteen muuttaminen polttoaineeksi
06.03.2026Möbiuksen pinta ja Mie-ontelot tehostavat fotoniikkaa
06.03.2026Kvanttisimulointi loi Möbiuksen elektronitopologiaa
06.03.2026Tutkijat paljastavat energiakaskadeja pienissä resonaattoreissa
06.03.2026Puusta nanotekniikan alusta elektroniikalle ja energialle
05.03.2026Fyysikot löysivät kauan ennustetun kellomagnetismin
05.03.2026Onko muistia vai ei
05.03.2026Optinen kytkentä ylittää elektronisten transistoreiden nopeusrajat
05.03.20262D-magnetismin sähköisen hallinnan ferroelektrisen kytkennän avulla
05.03.2026Piistä tunnistettu uusi vankka televiestintäkubitti
04.03.2026UHF-signaalin atominen vastaanotto
04.03.2026Litiummetalliakkujen rajapintojen haasteiden ratkaisuja
04.03.2026Teoreettiset periaatteet vyöhykerakenteen manipuloinnista
04.03.2026Vetyautojen sydämen suunnittelu tekoälyn avulla
03.03.2026Ovi aukeaa hypertehokkaille orbitronisille laitteille
03.03.2026Kun valo "ajattelee" aivan kuin aivot
03.03.2026Kaaoksen pitäminen loitolla kvanttimaailmassa
02.03.2026Tutkimus johdattaa 2D-transistorit lähemmäksi tuotantoa
02.03.2026Värähtelyt ja Brownin liike materiaalien muokkauksessa
02.03.2026Molekulaarinen korjaus natriumioniakkujen heikoimpaan lenkkiin
28.02.2026Sähköankeriaan biologia inspiroi tehokkaan geeliakun
27.02.2026Kvanttivaikutus voisi tuottaa virtaa pienlaitteille
27.02.2026Ionogeeli voisi varastoida energiaa turvallisesti ja kestävästi
27.02.2026Kvanttitietotekniikkaa taiwanilaisittain
27.02.2026Pienempi muistirakenne onkin parempi
26.02.2026Valoisa läpimurto kvanttifotoniikassa
26.02.2026Haihtumattomien polarisaatiotilojen manipulointia
26.02.2026Selkeät värit jopa vinossa valossa
26.02.2026Syväjäähdytystä spin-superkiinteällä metallilla
25.02.2026Kvanttitietokoneet siirtyvät moniulotteiseen tekniikkaan
25.02.2026Hiuksen levyiset ledit voisivat korvata laserit
25.02.2026Skaalautuva fotoninen lineaarinen vektorikone
25.02.2026Nanolaite tuottaa jatkuvaa sähköä haihtutuksesta
24.02.2026Tutkasiru 6G-integroituun sensori- ja viestintätekniikkaan
24.02.2026Kiertyvä optinen kuitu luo vankan uuden valoreitin
24.02.2026Mikropeilejä ja mikrokampoja
24.02.2026Atominohuita materiaaleja tulevaisuuden laitteille
23.02.2026Transistorin kaltaiset kalvot tehostavat ionien erottelua
23.02.2026Tehonsiirtoa valon kautta?
23.02.2026MXene energian varastointiin: Monipuolisempi kuin odotettiin
23.02.2026Massatuotantoteknologiaa väripuhtaille perovskiittinäytöille
21.02.2026Biologian sähköistäminen kuplassa
20.02.2026Kvanttilaskenta tehostamaan 6G-yhteyksiä
20.02.2026Hienosäätöä tulevien OLED-näyttöjen perusteisiin
20.02.2026Sähköisesti ohjattavat 3D-magneettiset hopfionit
20.02.2026Kohti Majorana-moodien käyttöä kubitteina
19.02.2026Polaronien muodostuminen havaittu
19.02.2026Nano-optista sähkökemiallisten reaktioiden seurantaa
19.02.2026Kiertymällä ohjattu magnetismi kasvaa moiré-efektin ulkopuolelle
18.02.2026Testata satoja kubitteja kerrallaan
18.02.2026Kiekkomittainen arkkitehtuuri 500 suprajohtavalle kubitille
18.02.2026Alkuaine koboltilla on yllättäviä ominaisuuksia
17.02.2026Mikä on perovskiittisen aurinkokennon tehokkuuden perusta?
17.02.2026Kun lämpö virtaa kuin vesi
17.02.2026Sähköisesti erinomaisia MXenejä
16.02.2026Kalsiumioniakkujen teknologiaa vihreälle siirtymälle
16.02.2026Mikroskooppinen nanolaser
16.02.2026Kuinka ultraohuet metallikalvot saadaan kaareviksi
14.02.2026Uusi molekyyli vihreän energian varastointiin
13.02.2026Topologinen antenni voisi tasoittaa tietä 6G-verkoille
13.02.2026Pullotetaan aurinkoa nestemäiseen akkuun
13.02.2026Sähkön kytkentähetken kuvaus
13.02.2026DNA tarjoaa ratkaisun tiedontallennukseen ja salaukseen
12.02.2026Tutkijat virittävät topologisia suprajohteita
12.02.2026Elektronista kitkaa voidaan säätää ja kytkeä pois päältä
12.02.2026Intialaiset määrittelevät GaN-tehomoduuleja uusiksi
12.02.2026Ensimmäiset atomitason kuvat yksikerroksisista siirtymämetalleista
11.02.2026Suprajohtavien kubittien hilakirurgiaa bit-flip-virheiden korjaukseen
11.02.2026Thomas Edisonin unohdettu akkusuunnitelma käyttöön
11.02.2026Kolmiulotteisia litteitä elektronikaistoja kaksiulotteisissa
11.02.2026Suprajohteiden faasimuutokset hallitsevat säteilylämmönsiirtoa
10.02.2026Terahertsivalo mikroskooppisiin mittoihin
10.02.202615 000 pisteen kvanttisimulaattori
10.02.2026Miten suprajohtavuus syntyy: Uusia oivalluksia moiré-materiaaleista
09.02.2026Muistissa laskentaa molekyylielektroniikalla
09.02.2026Uudentyyppinen magnetismi löydetty 2D-materiaaleista
09.02.2026Fotonisiruille kuitumaista suorituskykyä
07.02.2026Proteiinikokkareet voivat tuottaa sähköä
06.02.2026Uusi lähestymistapa seuraavan tason kvanttilaskentaan
06.02.2026Kosteudenkestävä vetyanturi
06.02.2026Valon tarkennus ja epätarkennus ilman linssiä
06.02.2026Sähkörauskuista inspiroitu korkeajännitteinen generaattori
05.02.2026MXenet astuvat uuteen ulottuvuuteen ja suprajohtavuuteen
05.02.2026Kullan muokkaus johtaa uusiin elektronisiin ja optisiin ominaisuuksiin
05.02.2026Vapaasti seisovia 3D-rakenteita MXeneeistä
05.02.2026Polymeerien tuolla puolen: 3D-mikro- ja nanovalmistustekniikka
04.02.2026Uusi optinen siruvahvistin ja kubittien luenta
04.02.2026Magneettinen materiaali voi hallita valoa
04.02.2026Sähköisten ominaisuuksien hallitseminen atomitasolla
03.02.2026DNA-origamit ja 2D-materiaalit yhdistivät voimansa
03.02.2026Eurooppa panostaa suprajohtavaan ja fotoniseen kvanttitekniikkaan
03.02.2026Uusi kvanttitila voisi vahvistaa tulevaisuuden teknologioita
03.02.2026Miten kondensaattori käyttäytyy nanomittakaavassa
02.02.2026Kvanttiakut tehostamaan kvanttitietotekniikkaa
02.02.2026Se on pienestä kiinni
02.02.2026Korkeajännitteiset anodittomat natrium-rikki-akut
31.01.2026Grafeeni ja Edison
30.01.2026Valo muuttaa magneetin napaisuutta
30.01.2026Grafeeniset joustavat kaiuttimet 3D-akustiseen toistoon

Näytä lisää »