物理学者は記録219のベリリウムイオンを混乱させました

ビデオ: 物理学者は記録219のベリリウムイオンを混乱させました

ビデオ: 化学基礎〜物質の構成⑥〜イオン【イオン化エネルギー・電子親和力】 2022, 12月
物理学者は記録219のベリリウムイオンを混乱させました
物理学者は記録219のベリリウムイオンを混乱させました
Anonim
Image
Image

作品の作者が入手した人工結晶の画像。左側の結晶には61個の原子が含まれ、右側には91個の原子が含まれています。

米国国立標準技術研究所(USA)の物理学者は、219個のベリリウムイオン(9Be +)の同時量子もつれを一度に達成しました。科学者はこのシステムを使用して磁性材料をシミュレートしました。著者らは、初期の実験で互いに絡み合う可能性のあるイオンの最大数は20を超えなかったと述べています。この研究はジャーナルScienceに掲載され、研究所からのプレスリリースで簡単に報告されました。

科学者たちは、特別に構成された電磁場であるペニングトラップでイオンを操作しました。それは粒子を空間の特定の領域に保ち、それらの移動の可能な速度を制限します。無制限の数の粒子が量子もつれ状態に入るのを防ぐ主な問題は、デコヒーレンスです(これについては前に詳しく説明しました)。デコヒーレンスの原因は、量子系と古典的な環境および場との相互作用である可能性があります。

以前の実験よりも正確な装置(イオンの量子状態を制御するための安定した磁場とレーザーのソース)を使用して、21から219のベリリウムイオンを絡み合ったスピン圧縮状態で収集することが可能でした。単一イオンの状態を測定する際のランダムな変動を減らすことで、このような多数の粒子の絡み合いを修正することができました。これを行うために、物理学者はレーザーでイオンを照射し、それらの蛍光を監視しました。理論的予測は、絡み合っていないイオンの測定におけるノイズは、絡み合ったイオンの場合よりも大きかったはずであることを示唆しています。実験的に確立されたのはこのノイズリダクションでした。

相互作用する粒子の大きなシステムの振る舞いを研究するために、そのような量子シミュレーターの作成が必要です。たとえば、磁気システムの特性は、システムを構成する原子のスピン間の相互作用によって決定されます。著者が指摘しているように、古典的なアルゴリズムとコンピューターを使用してそれらをモデル化することは、非常に困難であるか、不可能ですらあります。

数百の粒子の絡み合ったシステムは以前に説明されましたが、それらの中でのキュービットの役割は中性の原子と分子によって果たされました。たとえば、最近、ベルの不等式に違反していることが証明された480個のルビジウム原子のスピン圧縮システムについて報告しました。中性粒子とは対照的に、イオンはそれらの量子状態を制御および読み取るのにより便利です。

トピックによって人気があります

人気の投稿