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本文由Rehoo團隊Tin原創,無授權禁轉!(圖片來自網路)
一支由耶魯大學研究人員組成的研究小組揭開了量子計算最大問題之一:量子比特的不可預測性。
在被稱為「一個美麗的實驗」的團隊中,該團隊發現了如何在「量子躍遷」中捕獲人造原子,並干擾其結果。薛定諤的貓活著!
量子計算機的特殊之處在於它們的量子比特。在計算機位是指示1或0的開關的情況下,量子位一次存在於多於一個狀態直到被觀察到。這被稱為疊加,從最基本的角度來說,意味著我們在量子計算世界中有更多的結果選擇。但是,不幸的是,量子比特實際上從不確定性變為無論它被觀察到的最終結果,被稱為量子跳躍的時刻以前被認為是瞬時和隨機的。耶魯大學的科學家們在美國陸軍的部分資助下,開始研究是否有辦法提出一種量子跳躍的早期預警系統。他們不僅取得了成功,而且還設法扭轉了躍遷並阻止了不必要的結果。
根據他們最近發表在「自然」雜誌上的研究論文,這篇論文在一個世紀內成為量子力學研究的主題,實驗結果表明,每個完成的躍遷的演變是連續的,連貫的和確定的。我們利用這些功能,利用實時監控和反饋,捕捉並逆轉飛行中的量子跳躍,從而確定性地阻止它們的完成。
這是科學家第一次深入研究量子跳躍的機制。在歷史上最傑出的物理學家之一的一個世紀之後,尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)假設這種跳躍是隨機而突然的,他被證明是錯誤的。
在波爾發表他的理論之後幾十年,我們到達了歐文·薛定諤著名的「薛定諤貓」思想實驗。因為原子的衰變需要量子跳躍,確定真相的唯一方法是通過直接觀察。在我們打開盒子之前,我們不會知道貓的狀態。
量子比特也一樣。疊加意味著它們以相同的概率同時存在於多個量子態中,直到僅僅觀察行為導致它們崩潰。它有點像旋轉硬幣,最終停在正面或反面。雖然它仍在旋轉,但幾率總是在50/50之間。
耶魯大學的實驗表明,雖然理論上不可能預測量子跳躍何時會長期發生,但是當它們即將發生時它們可以被發現。跳躍可以逆轉。這意味著當我們打開盒子來檢查貓時,我們可以捕捉量子跳躍,這將決定貓是否生存或死亡,如果我們不喜歡我們預測的結果,可以逆轉它。
以下是耶魯大學隊的結論:我們的研究結果,應該為探索量子系統控制中的實時干預技術提供新的基礎,例如量子糾錯中誤差校正的早期檢測。這個突破性的收穫是非常巨大的。如果他們所說的話,實質上我們理論上解決了量子計算的錯誤問題,這可能是直接導致實際有用的量子計算機的突破。
現在量子計算機比較模糊,無法發揮作用。量子比特的每次觀察都需要信仰的巨大飛躍,因為量子以前被認為是瞬間和不可預測的。 基本上是一個工程問題,運氣是唯一的解決方案。耶魯大學的研究解決了這個問題。這對各地的量子物理學家是個好消息。
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