Bilim insanları, ultra-soğuk atomlar kullanarak NOON durumlarını hızlı bir şekilde üretmeyi sağlayan bir teknik geliştirdiler. Deneyler aracılığıyla, metroloJi ve kuantum hesaplama için hayati öneme sahip bu durumlar giderek daha erişilebilir hale geliyor.
Uzun zamandır ultra-soğuk atomların kuantum süperpozisyonlarını oluşturmak önemli bir sorun olmuştur ve mevcut teknikler laboratuvar için faydalı olacak kadar hızlı değildir. Süreci büyük ölçüde hızlandırmak ve pratik kuantum teknolojisi uygulamalarının yolunu açmak için, Liège Üniversitesi’ndeki araştırmacılar şimdi geometriyi “kuantum kontrolü” ile birleştiren yeni bir yöntem geliştirdiler.
Hayal edin, markette dolu bir alışveriş arabasını itiyorsunuz. Amaç, dar virajlarda hiçbir şey kaybetmeden diğerlerini geçerek kasaya ulaşmak. Daha yavaşlamadan hareket etmeye devam etmek için en düzgün ve en düz rotayı bulmak başarı için esastır.
Simon Dengis,tam olarak bunu başardı. Marketlerde değil, karmaşık kuantum fiziği dünyasında.
Dengis, NOON durumlarını hızlı bir şekilde oluşturan bir prosedür oluşturmak için Kuantum İstatistiksel Fizik (PQS) ekibiyle işbirliği yaptı. Şöyle diyor: “Bu durumlar kuantum süperpozisyonlarıdır ve Schrödinger’in ünlü kedisinin minyatür versiyonlarına benziyorlar.” “Kuantum bilgisayarları veya ultra hassas kuantum sensörleri gibi teknolojiler için büyük ilgi çekiyorlar.”
Zamansal Engel
Ana engel nedir? Genellikle, bu durumların üretilmesi çok uzun sürer. Dakikalarca veya daha uzun sürelerden bahsediyoruz ki bu genellikle deneyin ömrünü aşar. Sebebi? Sistemin evrimindeki “keskin bir dönüş”un yavaşlamasına neden olduğu enerji darboğazı olarak bilinir.
ULiège ekibi burada yeni bir alan açıyor. İki güçlü fikri birleştirerek atomlar için “yolu düzleştirmeyi” başardılar: karşı diyabatik sürüş ve en iyi geodezik yol. Sonuç olarak, bir sürücünün virajı tahmin etmek için tepsisini eğmesi gibi, sistem de hedef durumun yolunu tehlikeye atmadan daha hızlı evrilebilir.
Laboratuvarın direktörü Peter Schlagheck’e göre, “bu strateji önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlıyor: bazı durumlarda, süreç 99% sadakati, yani sonuçta neredeyse mükemmelliği korurken 10,000 kat hızlandırılıyor.” Araştırmacılar bekleme süresini önemli ölçüde kısaltmayı başardılar… 0.1 saniyeye! Daha önce, böyle bir durumu oluşturmak neredeyse on dakikamızı alırdı!
Gerçek Dünya Kullanımlarına Doğru İlerlemek
Bu keşif, nihayet ultra-soğuk atomları kullanarak NOON durumları oluşturmayı mümkün kılıyor. Bu, kuantum bilgi teknolojisi ve kuantum ölçüm (zaman, dönüş veya yerçekimi gibi ultra hassas ölçümler) alanında fırsatlar yaratır. Sonunda, bu teknolojiler küçük yerçekimi dedektörleri veya kuantum jiroskoplar gibi cihazları geliştirebilir.
Bu çalışma, teorinin ve deneylerin birlikte çalışarak somut kuantum fiziği ilerlemeleri üretme potansiyelini nasıl gösterebileceğini ortaya koymaktadır. Matematiksel ilkelerin, temel fiziğin ve deneysel uygulanabilirliğin entegrasyonu sayesinde, ULiège’deki araştırmacılar teorik kavramları geleceğin teknolojilerine dönüştürme potansiyeline sahip bir atılım gerçekleştirdiler.
Noon Durumunu ve Kuantum Süperpozisyonunu Kullanmak
Kuantum süperpozisyonu kavramı, bir atom, elektron veya foton gibi bir kuantum sisteminin, fark edilmeden birden fazla durumda aynı anda var olabileceğini öne sürer. Schrödinger’in kedisi bir kutuda hapsedilmiş bir kedi bu fikri açıklamak için en sık kullanılan örnektir. Kuantum mekaniği, kutu açılana kadar kedinin hem canlı hem de ölü olduğunu belirtir. Süperpozisyon, iki durumun aynı anda birleşmesini tanımlamak için kullanılan terimdir.
Doğanın canlı mı yoksa ölü mü olduğunu görmek için kutuyu açarak sadece “zorlayabiliriz”. Her atom hem sol hem de sağ kuyulardadır, bu nedenle NOON durumları kuantum süperpozisyonunun bir örneğini sunar. Ölçüm anında yalnızca birinde veya diğerinde bulunurlar.
Kaynak:scitechdaily.com/quantum-leap-scientists-slash-atom-superposition-time-by-10000x/
Haberi Derleyen: Yusuf Havvat Çukurova Üniversitesi Fizik Bölümü