17:16 2022-01-24
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetătorii găsesc o nouă modalitate de a obține controlul cuantic din pierderi
_ Cercetătorii găsesc o nouă modalitate de a câștiga controlul cuantic din pierdere
Cercetătorii de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Hong Kong (HKUST) au demonstrat o nouă modalitate de a controla starea cuantică prin pierderea de particule — un proces care este de obicei evitat în dispozitivul cuantic , oferind o nouă cale spre realizarea unor stări cuantice fără precedent.
Manipularea unui sistem cuantic necesită un control subtil al stării cuantice cu operații zero imperfecte, altfel informațiile utile codificate în stările cuantice sunt amestecate. Unul dintre cele mai frecvente procese dăunătoare este pierderea particulelor care constau din sistem. Această problemă a fost mult timp văzută ca un inamic al controlului cuantic și a fost evitată prin izolarea sistemului. Dar acum, cercetătorii de la HKUST au descoperit o modalitate prin care ar putea obține controlul cuantic din pierderea unui sistem cuantic atomic.
Descoperirea a fost publicată recent în Nature Physics.
Prof. Gyu-Boong Jo, cercetătorul principal al studiului și Hari Harilela profesor asociat de fizică la HKUST, a declarat că rezultatul a demonstrat pierderea ca un potențial buton pentru controlul cuantic.
„Manualul ne-a învățat că în mecanica cuantică. , sistemul de interes nu va suferi de o pierdere de particule deoarece este bine izolat de mediu”, a spus prof. Jo. „Cu toate acestea, un sistem deschis, de la cele clasice la cele cuantice, este omniprezent. Astfel de sisteme deschise, descrise în mod eficient de fizica non-Hermitiană, prezintă diverse fenomene contra-intuitive care nu pot fi observate în sistemul Hermitian.”
Ideea fizicii non-hermitiene cu pierderi a fost examinată activ în sistemele clasice, dar astfel de fenomene contra-intuitive au fost realizate și observate doar recent în sisteme cuantice autentice. În cadrul studiului, cercetătorii HKUST au ajustat parametrii sistemelor astfel încât să măture o buclă închisă în jurul unui punct special - cunoscut și ca un punct excepțional care apare în sistemul non-Hermitian. S-a descoperit că direcția buclei (adică dacă merge în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic) determină starea cuantică finală.
Jensen Li, profesor de fizică la HKUST și celălalt lider al echipei, a spus , „Acest comportament chiral al unei stări cuantice direcționale care se transferă în jurul unui punct excepțional poate fi un ingredient important în controlul cuantic. Suntem la punctul de plecare în controlul sistemelor cuantice non-hermitiene.”
O altă implicație a Constatările este modul în care interacționează două mecanisme aparent nelegate: fizica non-hermitiană (indusă de pierderi) și cuplarea spin-orbită. Cuplarea spin-orbită (SOC) este un mecanism esențial din spatele fenomenelor cuantice interesante, cum ar fi izolatorul topologic, care se comportă ca un izolator în interiorul său, dar ai cărui electroni de curgere la suprafață acționează ca un conductor.
În ciuda progreselor majore în domeniul fizica non-hermitiană, un mecanism SOC este studiat pe scară largă doar în sistemele hermitiene, cu atât mai puțin se cunoaște experimental rolul major jucat de pierderea în sistemele cuantice cuplate cu orbită spin. O mai bună înțelegere a unui astfel de SOC non-Hermitian este de o importanță capitală pentru dezvoltarea de materiale noi, dar rămâne evazivă în domeniul fizicii materiei condensate.
În această lucrare, cercetătorii au realizat însă pentru prima dată. un sistem disipator spin-orbită cuplat pentru atomi ultrareci, care caracterizează pe deplin starea sa cuantică și demonstrează controlul cuantic chiral în contextul fizicii non-hermitiene. Această descoperire stabilește scena pentru viitoarea explorare a fizicii cuplării spin-orbită în regimul non-hermitian și evidențiază capabilitățile remarcabile ale sistemelor cuantice non-hermitiene de a realiza, caracteriza și valorifica două mecanisme fundamentale, și anume pierderea și SOC, oferind o nouă abordare pentru simularea precisă a unor astfel de mecanisme concurente într-un simulator cuantic extrem de controlabil cu atomi ultrareci.
Comentarii:
Adauga Comentariu