Connect with us

Naujienos

Kvantiškai susieti du tolimi dideli objektai – taip bus galima atlikti neriboto tikslumo matavimus

Avatar

Paskelbta

Susietumas yra kvantinių komunikacijų ir kvantinių jutiklių pagrindas. Jį galima suprasti kaip kvantinį ryšį tarp dviejų objektų, verčiantį juos elgtis, lyg jie būtų vienas kvantinis objektas.

Tyrėjams pavyko sukurti susietumą tarp dviejų skirtingų ir nutolusių vienas nuo kito objektų. Vienas iš jų yra mechaninis oscikliatorius, vibruojanti dielektrinė membrana, o kitas yra debesis atomų, kurie kiekvienas veikia kaip mažytis magnetas – fizikai tai vadina sukiniu. Dabar šias labai skirtingas esybes tapo įmanoma susieti šviesos dalelėmis – fotonais. Atomai gali praversti, apdorojant kvantinę informaciją, o membrana – ar bendrai mechaninė optinė sistema – gali praversti saugant kvantinę informaciją.

Tyrimams vadovavęs profesorius Eugene Polzik, teigia: „Šia nauja technika plečiame susietumo galimybių ribas. Kuo objektai didesni ir kuo toliau vienas nuo kito, tuo jie labiau skiriasi, ir tuo įdomesnės jų susiejimo perspektyvos tiek fundamentalia, tiek taikomąja prasme. Nauji rezultatai rodo, kad tapo įmanoma susieti labai skirtingus objektus.“

Kas yra susietumas ir kaip jis taikomas?

Norit suprasti visą naujų rezultatų apimtį, svarbu tiksliai suprasti pačio kvantinio susietumo koncepciją:

Naudodami tą patį sukinių susietumo su mechanine membrana pavyzdį, įsivaizduokime vibruojančios membranos poziciją ir bendro atomų sukinio pokrypį, primenančių besisukančius vilkelius. Jei abu objektai juda atsitiktinai, tačiau matome, kad abu juda kairėn ar dešinėn tuo pat metu, vadiname tai koreliacija. Tokį koreliuotą judėjimą paprastai apsiriboja vadinamu nulinio taško judėjimu – likutiniu, nekoreliuotu visos materijos judėjimu, vykstančiu netgi absoliutaus nulio temperatūroje. Tai apriboja mūsų žinias apie bet kurią sistemą. Savo eksperimente, Eugene’o Polziko komanda sistemas susiejo, tai yra, kad jie juda koreliuotai didesniu tikslumu, nei nulinio taško judėjimas. „Kvantinė mechanika yra kaip dviašmenis kardas – ji suteikia mums nuostabias naujas technologijas, tačiau kartu ir riboja tikslumą matavimų, kurie klasikinės fizikos požiūriu neturėtų būti sudėtingi,“ – sako komandos narys Michał Parniak. Susietos sistemos gali išlikti idealiai koreliuotos netgi būdamos toli viena nuo kitos – tokia savybė glumino mokslininkus nuo pat kvantinės mechanikos atsiradimo seniau nei prieš 100 metų.

PhD studentas Christoffer Østfeldt aiškina toliau: „Įsivaizduokite skirtingus kvantinių būsenų sukūrimo būdus kaip tam tikrą, labai besiskiriančių savybių ir galimybių, skirtingų tikrovių situacijų zoologijos sodą. Jei, tarkime, norime sukurti kokį nors įrenginį, galintį išnaudoti jų visų skirtingas savybes ir kuriame atlieka skirtingas funkcijas ir sprendžia skirtingus uždavinius, būtinai reikės išrasti kalbą, kuria galėtų kalbėti visi. Šios kvantinės būsenos būtinos komunikavimui, visam įrenginio potencialui išnaudoti. Šis dviejų zoologijos sodo elementų susietumas parodė, kad gebame tai atlikti.“

Specifinis skirtingų kvantinių objektų susietumo perspektyvų pavyzdys yra kvantiniai jutikliai. Skirtingi objektai jautrūs skirtingiems išorės poveikiams. Pavyzdžiui, mechaniniai osciliatoriai naudojami kaip akselerometrai ir jėgos jutikliai, tuo tarpu atomų sukinys naudojamas magnetometruose. Kai išorės veiksniai veikia tik vieną iš dviejų skirtingų susietų objektų, naudojant susietumą, galima atlikti matavimus, kurių neriboja objekto nulinio taško fluktuacijos.

Naujosios technikos panaudojimų apžvalga

Tiek mažų, tiek didelių šios technologijos osciliatorių jutiklių pritaikymas neturėtų ilgai užtrukti. Viena iš svarbiausių pastarųjų metų mokslo naujienų buvo pirmasis gravitacinių bangų užfiksavimas Lazerinio interferometro gravitacinų bangų observatorijoje (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory – LIGO). LIGO junta ir išmatuoja neišpasakytai silpnas bangas, sukeltas toli kosmose įvykusių astronominių įvykių, tokių, kaip juodųjų bedugnių ar neutroninių žvaigždžių susiliejimas. Šias bangas įmanoma stebėti, jos sujudina interferometro veidrodžius. Bet netgi LIGO jautrumą riboja kvantinė mechanika, nes lazerio veidrodžius irgi drebina nulinio-taško fluktuacijos. Jos sukelia triukšmą, kliudantį pastebėti gravitacinių bangų sukeliamus veidrodžių judesius.

Tikriausiai bus pasiektas neribotas matavimų tikslumas

Iš principo įmanoma susieti LIGO veidrodžius su atomų debesimi ir taip eliminuoti veidrodžių nulinio taško triukšmą, kaip kad aptariamame eksperimente buvo atlikta su membrana. Kvantinio susietumo nulemta ideali koreliacija tarp veidrodžių ir atomų sukinių gali būti panaudota tokiuose jutikliuose praktiškai panaikinti neužtikrintumą. Tereikia paimti informaciją iš vienos sistemos ir pritaikyti žinias kitai. Taip galėtume tuo pat metu sužinoti LIGO veidrodžių poziciją ir momentą, ir žengti į vadinamąją poerdvį be kvantinės mechanikos link neriboto judėjimo matavimo tikslumo. Šį principą demonstruojantis eksperimentas jau ruošiamas Eugene’o Polziko laboratorijoje.

Niels Bohr Institute
scitechdaily.com

Nuoroda: “Entanglement between distant macroscopic mechanical and spin systems” by Rodrigo A. Thomas, Michał Parniak, Christoffer Østfeldt, Christoffer B. Møller, Christian Bærentsen, Yeghishe Tsaturyan, Albert Schliesser, Jürgen Appel, Emil Zeuthen and Eugene S. Polzik, 21 September 2020, Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-020-1031-5

Skaityti toliau
Advertisement

Miestas

„Kalba Vilnius“ tinklalaidė: kova su COVID-19 Vilniuje

Avatar

Paskelbta

Kaip jaučiasi gydytojai per pandemiją? Kiek žmonių dirba su COVID testavimu Vilniuje? Kiek laisvų lovų, skirtų COVID ligoniams, šiuo metu yra sostinėje? Kada pasveiks Vilnius?

Visos šios temos ir dar daugiau – tiesiai iš keturių pašnekovų lūpų, kurie dabar savo visą darbinį laiką skiria kovai su COVID Vilniuje. Paklausykite naujo tinklalaidės „Kalba Vilnius“ epizodo:
Youtube:

Spotify: https://spoti.fi/3nQTScq.

Skaityti toliau

Miestas

Kalio jodido tablečių dalijimas vilniečiams pratęstas iki sausio 31 d.

Avatar

Paskelbta

Kalio jodido tablečių dalijimas vilniečiams pratęstas iki sausio 31 d.

Apie 62 proc. vilniečių jau atsėmė nemokamai vaistinėse dalijamas kalio jodido tabletes. Vilniaus savivaldybė jų dalijimą pratęs dar iki sausio 31 dienos. Jodo tabletės skirtos apsaugoti skydliaukę nuo galimo žalingo radioaktyviojo jodo poveikio, tad jų nereiktų vartoti be reikalo, svarbu vadovautis kartu išduodamomis instrukcijomis.

Iki šiol tablečių neatsiėmę vilniečiai, arba iki 2021 m. naujai deklaravę savo gyvenamąją vietą sostinėje, kviečiami suskubti ir atsiimti prevenciškai dalijamus preparatus per sausį. Elektroniniai receptai išrašyti automatiškai, todėl į gydymo įstaigas eiti nereikia. Ir gruodžio mėnesį savo gyvenamąją vietą Vilniuje deklaravę gyventojai jau gali atsiimti jodo tabletes vaistinėse.

Primename, kad tabletės dalijamos visiems Vilniaus mieste gyvenamąją vietą deklaravusiems gyventojams, pateikusiems asmens tapatybę patvirtinantį dokumentą. Kartu su kalio jodido tabletėmis gyventojai gauna vartojimo instrukciją lietuvių, rusų, lenkų ir anglų kalbomis.

Esant karantinui, kurio taisyklių reikia laikytis, Vilniaus miesto savivaldybė siūlo kalio jodidą atsiimti vykstant į vaistinę kitų būtinųjų dalykų, planuojant apsilankymą, kad būtų išlaikyti saugumo reikalavimai.

Daugiau informacijos jodas.vilnius.lt

Rinkodaros ir komunikacijos skyrius, vrt@vilnius.lt

Skaityti toliau

Miestas

Vilniaus parkų takai žiemą prižiūrimi kitaip nei miesto šaligatviai

Avatar

Paskelbta

Gražiausių miesto parkų – Vingio, Bernardinų sodo, Lukiškių ir Sapiegų – lankytojai turbūt jau atkreipė dėmesį, kad takai juose žiemos laikotarpiu prižiūrimi kitokia tvarka nei miesto šaligatviai.

Įprastai, esant nedideliam snygiui ir minusinei temperatūrai, leidžiama ant takų iškritusį sniegą sutrypti. Susiformuoja kietas sniego dangos paviršius, kuriuo saugu vaikščioti taip kaip ir asfaltuota ar grunto danga. Sningant smarkiau takai valomi, bet nebarstomi, jeigu yra minusinė temperatūra. Tokiais takais patogu ne tik vaikščioti, bet ir šliuožti slidėmis ar tempti rogutes.

Nuotr. Sauliaus Žiūros

Kai temperatūra tampa pliusinė, sniegas tirpsta, tokie takai darosi slidūs, tad jie pabarstomi smėliu ar smėlio ir druskos mišiniu tose vietose, kur arti nėra augmenijos. Pirmiausiai barstomos slidžios įkalnės, o kur būtina, ir lygūs takai.

Vingio parke vienas 1,5 km takas skirtas tik slidininkams, kuris nevalomas, nebarstomas, o smarkiau sningant tik paspaudžiamas specialia technika, kad slidininkams būtų patogu čiuožti „eglute“.

Klasikinio čiuožimo slidžių trasos Vingio parke yra padarytos šalia takų ir miško teritorijoje. Tie, kurie nori bėgioti ar vaikščioti stabiliau, nuo Geležinio Vilko gatvės iki Žvėryno pėsčiųjų tilto gali naudotis neužšąlančiu asfalto keliu ir taku.

Panašus takų priežiūros principas taikomas ir kituose miesto parkuose – Bernardinų, Lukiškių, Sapiegų. Takai šiuose parkuose nebarstomi druskos ar smėlio ir druskos mišiniu, kad nebūtų pakenkta parko medžiams ir kitiems augalams. Priklausomai nuo sniego intensyvumo takai valomi, slidžios vietos gali būti pabarstomos smėliu ar specialia smulkia skalda.

Skaityti toliau

Skaitomiausi

Copyright © 2020 vilnieciams.lt