İndiyə qədər ultra soyuq atomların kvant superpozisiyalarını yaratmaq əsl başağrısı idi, laboratoriyada realist olmaq üçün çox yavaş idi. Liege Universitetinin tədqiqatçıları indi həndəsəni və “kvant nəzarətini” birləşdirən yeni innovativ yanaşma işləyib hazırlayıblar ki, bu da prosesi kəskin surətdə sürətləndirir və kvant texnologiyalarında praktik tətbiqlərə yol açır.

Qəzet Physical Review A jurnalında dərc olunub .

Təsəvvür edin ki, ağzına qədər dolu araba ilə supermarketdəsiniz. Çətinlik: məhsullarınızı künclərə atmadan, digərlərindən əvvəl kassaya gəlin. Həll yolu? Yavaşlamadan daha sürətli getmək üçün mümkün qədər az döngəsi olan marşrut seçin. Liege Universitetinin doktorantı Simon Dengisin bacardığı, lakin kvant fizikası dünyasında məhz bunu bacardı.

PQS (Kvant Statistik Fizikası) qrupundakı həmkarları ilə Dengis NOON vəziyyətləri kimi tanınan şeyləri sürətlə yaratmaq üçün bir protokol hazırladı.

“Şrödingerin məşhur pişiyinin miniatür versiyalarına bənzəyən bu vəziyyətlər kvant superpozisiyalarıdır” deyə fizik izah edir. “Onlar ultra dəqiq kvant sensorları və ya kvant kompüterləri kimi texnologiyalar üçün böyük maraq doğurur.”

Zamanın maneəsi

Əsas problem? Bu dövlətlərin istehsalı adətən çox uzun çəkir. Söhbət onlarla dəqiqə və ya daha çox vaxtdan gedir ki, bu da çox vaxt təcrübənin ömrünü üstələyir. Səbəb? Enerji darboğazı, sistemin təkamülündə onu yavaşlamağa məcbur edən “kəskin əyilmə”.

ULiège komandasının yeni zəmin yaratdığı yer budur. İki güclü konsepsiyanı – əks-diabatik sürmə və optimal geodeziya yolu birləşdirərək, atomlar üçün “yolu hamarlaşdırmağa” nail oldular. Nəticə: sistem istədiyi vəziyyətin trayektoriyasını itirmədən daha sürətli təkamül edə bilər, eynilə nimçəsini əyərək döngəni gözləyən sürücü kimi.

Laboratoriyanın direktoru Peter Schlagheck deyir: “Bu strategiya xeyli vaxta qənaət edir: bəzi hallarda 99% sədaqəti, yəni nəticənin mükəmməlliyini qoruyub saxlamaqla proses 10 000 faktorla sürətləndirilir”. Əvvəllər belə bir vəziyyəti yaratmaq üçün təxminən on dəqiqə lazım olduğu halda, tədqiqatçılar bu gözləmə müddətini 0,1 saniyəyə qədər əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa müvəffəq olublar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4203178812&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743503184&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-quantum-superhighway-ultrafast-noon-states.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1743503184150&bpp=1&bdt=59&idt=155&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743502853%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743502853%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743502853%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4508950374707&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2274&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95351337%2C95355972%2C95355974%2C42531705%2C95356499%2C95356504%2C31091324%2C31090357%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=3268414414476922&tmod=2104272055&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=159

Praktik tətbiqlərə doğru

Bu irəliləyişlə, nəhayət, ultra soyuq atomlarla NOON vəziyyətləri yaratmaq mümkündür. Bu, kvant metrologiyası (vaxtın, fırlanmanın və ya cazibənin ultra həssas ölçüləri) və kvant informasiya texnologiyalarında perspektivlər açır. Nəhayət, bu alətlər kvant giroskopları və ya miniatür cazibə detektorları kimi alətləri təkmilləşdirə bilər.

Bu araşdırma kvant fizikasında konkret irəliləyişlər etmək üçün nəzəriyyə və təcrübənin necə birləşə biləcəyini göstərir. ULiège tədqiqatçıları riyazi anlayışları, fundamental fizikanı və eksperimental mümkünlüyünü birləşdirərək bir vaxtlar nəzəri olan fikirləri sabahın texnologiyalarına çevirə biləcək bir irəliləyiş əldə etdilər.

Kvant superpozisiya və NOON vəziyyəti

Kvant superpozisiya kvant sisteminin (məsələn, atom, elektron və ya foton) müşahidə edilmədiyi müddətcə eyni anda bir neçə vəziyyətdə mövcud ola biləcəyi fikridir. Bu anlayışı izah etmək üçün ən çox istifadə edilən nümunə Şrödingerin pişiyidir: Pişik qutuda kilidlənir. Kvant mexanikasına görə , qutu açılana qədər pişik həm diri, həm də ölüdür.

Bu iki vəziyyətin eyni vaxtda birləşməsinə superpozisiya deyilir. Yalnız onu müşahidə etmək üçün qutunu açmaqla biz təbiəti bir vəziyyət seçməyə məcbur edirik: diri və ya ölü. NOON vəziyyətləri kvant superpozisiyasına bir nümunədir: bütün atomlar həm sol, həm də sağ quyudadır. Yalnız ölçmə anında onlar birində və ya digərində tapılır.

Daha çox məlumat: Simon Dengis və digərləri, əks diabatik sürücülük vasitəsilə ultrasoyuq atomlarla NOON vəziyyətlərinin sürətləndirilmiş yaradılması, Fiziki İcmal A (2025). DOI: 10.1103/PhysRevA.111.L031301 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2406.17545

Jurnal məlumatı: Physical Review A , arXiv  

Liege Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir