FoodPro Preloader

Quantum Skilsmisse: Når entanglement ikke fungerer


Det høres ut som en tiebreaker runde i en blandet kampsport bout: entanglement plutselige død, eller ESD. I virkeligheten er det et mystisk fenomen hvorav inntrengte kvanteobjekter - for eksempel to elektroner, hvis egenskaper er knyttet ved en øyeblikkelig tilkobling på tvers av plassen - kan plutselig bryte av forholdet deres. I

Det høres ut som en tiebreaker runde i en blandet kampsport bout: entanglement plutselige død, eller ESD. I virkeligheten er det et mystisk fenomen hvorav inntrengte kvanteobjekter - for eksempel to elektroner, hvis egenskaper er knyttet ved en øyeblikkelig tilkobling på tvers av plassen - kan plutselig bryte av forholdet deres.
I klassiske fysiske systemer er forfall vanligvis asymptotisk - det vil si at korrelasjonen mellom to objekter nærmer seg, men når aldri, null. Men ESD følger ikke dette mønsteret - når det treffer, faller graden av entanglement til null i en begrenset tid, og kuttes kvanteslangen ren.
I et gjennomgangspapir i denne ukens vitenskap tar fysikere Ting Yu av Stevens Institute of Technology i Hoboken, NJ, og Joseph Eberly av University of Rochester tilgang til fenomenet og hva det betyr for fremtiden for kvantumberegning. (De skrev et lignende papir i samme journal i 2007 som en kommentar til en samtidig studie som var blant de første som eksperimentelt bekreftet eksistensen av ESD.) I hovedsak skrev Yu og Eberly i denne ukens papir, er ESD et mysterium, og en som kan føre til problemer med å utvikle kvantesystemer som er avhengige av entanglement, som overføring og lagring av informasjon.
Spesielt kan ESD oppstå når to kilder av miljømessig "støy" virker for å forstyrre en inntrappet tilstand. Hver kilde ville indusere et mer gradvis asymptotisk forfall, men samtidig kan de utløse ESD. Dette kan ha praktiske implikasjoner i kvantdisplay, da vår er en verden med konstant fluktuasjon - selv et vakuum er levende med vibrasjoner av energi. "I virkeligheten, sier Yu, " flere lyder er nesten universelle. "
Kvantumminne - Den langsiktige lagringen av informasjon i kvantbiter eller qubits-vil være mest utsatt for ESD, sier Yu, siden flere forsinkede prosesser kan teoretisk sett bli sped opp nok til å bli fullført før ESD sparket inn.
Christopher Monroe, en fysiker som leder en ledende kvantuminformasjonsgruppe ved University of Maryland, College Park, mener at hastigheten til praktiske kvantesystemer vil utelate de fleste ESD-bekymringer. "Jeg ser dette konseptet som en interessant ny vinkel i å beskrive entanglement, " sier han, "selv om det sannsynligvis ikke påvirker eller legger til veibeskyttelse i søket om å bygge store entanglede stater for søknader i kvantinformasjonsvitenskap og grunnleggende kvantefysikk."
Hvis det skal bygges levedyktige kvantedatamaskiner eller informasjonsbehandlingssystemer, sier Monroe, "vi trenger nesten perfekt sammenkledde stater", og legger til at styrken av slike entanglements trolig ville utelukke ESD. "De [øvre] terskelene for plutselig-dødsforstyrrelser ligger langt under de strengere terskelene vi nå sikter på, sier han.
Samtidig er begrepet quantum entanglement fortsatt mørkt, sier Monroe, og begreper som ESD forhåpentligvis kan hjelpe oss med å få et bedre innblikk i hva inngrep er og betyr.