Putaran tak terduga dalam fisika kuantum dapat menjelaskan keseimbangan materi / antimateri

Kurangnya simetri dalam berhenti tidak dapat memperbaiki kesalahan Komputasi kuantum, Tapi mungkin menjelaskan ketidakseimbangan subjek / antimateri.

Twist tak terduga / asimetri antimateri dan pemisahan isotop teori Qiblale-Zurek mengusulkan metode baru untuk memecahkan dua masalah fisika terkenal.

Sebuah tim ahli teori kuantum mencoba untuk memperbaiki masalah fundamental dengan komputer anil kuantum – mereka harus berjalan dengan kecepatan yang relatif lambat untuk beroperasi dengan baik – menemukan sesuatu yang menarik sebagai gantinya. Saat menguji bagaimana anulus kuantum berkinerja lebih cepat dari yang diinginkan, tim secara tak terduga menemukan efek baru yang dapat bertanggung jawab atas distribusi materi dan antimateri yang tidak seimbang di alam semesta dan metode canggih untuk memisahkan isotop.

“Meskipun penemuan kami tidak menyembuhkan penghambatan selama anil, hal itu menghasilkan kelas baru masalah fisika yang sekarang dapat dipelajari dengan penganalisis kuantum tanpa perlu terlalu banyak memperlambat,” kata Nikolai Sinitsin, fisikawan teoretis di Los Laboratorium Nasional Alamos. Sinitsin adalah penulis makalah yang diterbitkan pada 19 Februari 2021 Surat ulasan fisikDengan rekan penulis Bin Ian dan Waziach Zurke, keduanya dari Los Alamos dan Vladimir Cherniak dari Wayne State University.

Secara signifikan, temuan ini menunjukkan bahwa setidaknya dua masalah ilmiah terkenal dapat diselesaikan di masa depan. Yang pertama adalah ketidaksempurnaan yang tampak antara materi dan antimateri di alam semesta.

“Kami percaya bahwa perubahan sekecil apa pun dalam eksperimen quantum annealing terbaru dari penghentian interaktif yang dibuat dengan atom ultra dingin lintas fase akan cukup untuk menunjukkan dampak kami,” kata Sinetsin.

Perubahan tak terduga dalam teori Kibbutz-Zurek

Pencarian komputer anil kuantum untuk memperbaiki batasan waktu membuka pintu ke kelas baru masalah fisika baru yang dapat dipelajari dengan penganalisis kuantum tanpa perlu kelambatan daripada makalah baru. Kredit: Laboratorium Nasional Los Alamos

Jelaskan keunikan subjek / antimateri

Baik materi maupun antimateri diciptakan sebagai hasil dari rangsangan energi yang dihasilkan saat kelahiran alam semesta. Pembiasan antara bagaimana materi dan antimateri berinteraksi menjadi sangat lemah. Masih belum sepenuhnya jelas bagaimana perbedaan halus ini dapat menyebabkan dominasi materi yang diamati lebih besar daripada antimateri di tingkat kosmik.

Efek yang baru ditemukan membuktikan bahwa ketidaksempurnaan seperti itu mungkin terjadi secara fisik. Ini terjadi ketika sistem kuantum besar melewati transisi fase, yaitu penataan ulang status kuantum yang sangat tajam. Interaksi yang kuat tetapi simetris dalam situasi ini saling mengimbangi secara adil. Kemudian perbedaan yang lebih halus dan lebih lama dapat memainkan peran yang menentukan.

Anulus kuantum sedang cukup melambat

Komputer anil kuantum dirancang untuk memecahkan masalah pengoptimalan yang kompleks dengan menggabungkan variabel dengan status kuantum atau berhenti. Berbeda dengan bit biner dari komputer klasik, yang hanya dapat berada dalam status atau nilai 0 atau 1, kutipan dapat berada dalam superposisi kuantum dengan nilai yang saling bergantung. Di sinilah semua komputer kuantum membangkitkan kengerian besar mereka, jika bukan kekuatan yang paling belum terucapkan.

Dalam komputer anil kuantum, berhenti pertama kali disiapkan dengan menerapkan medan magnet eksternal yang kuat ke keadaan energi minimum normal. Bidang ini kemudian dimatikan secara perlahan, saat interaksi antara penghentian diaktifkan secara perlahan.

“Idealnya seorang pemancing berjalan cukup lambat untuk berlari dengan kesalahan minimal tetapi karena dekoherensi, seseorang harus menjalankan aniller Cepat, ”katanya. Ian menjelaskan. Tim mempelajari efek yang muncul ketika para pemunculan bergerak dengan kecepatan yang lebih cepat, yang membatasi waktu operasi mereka yang terbatas))

“Menurut teorema adiabatik mekanika kuantum, jika semua perubahan terlalu lambat, yang disebut lambat primordial, maka tanda kutip harus selalu berada pada keadaan energi terendah,” kata Sintsin. “Oleh karena itu, ketika kami akhirnya mengukurnya, kami mendapatkan konfigurasi 0 dan 1 yang diinginkan yang mengurangi efisiensi yang diinginkan, yang tidak mungkin ditemukan dengan komputer klasik modern.”

Terjebak dalam keputusan yang gigih

Namun, penganalisis kuantum yang saat ini tersedia, seperti semua komputer kuantum sejauh ini, telah memblokir interaksi penghentiannya dengan lingkungan di sekitarnya, yang menyebabkan kekhawatiran. Interaksi ini membatasi perilaku kuantum autentik per detik hingga sekitar sepersejuta detik. Selama waktu ini, komputasi harus cepat-non-diabetes dan ketegangan energi yang tidak diinginkan mengubah status kuantum, menyebabkan kesalahan komputasi yang tak terhindarkan.

Teori Kijle-Zurek, yang dikembangkan bersama oleh Oozyach Zurek, memprediksikan bahwa penataan ulang yang sangat tajam dari status kuantum gabungannya yang signifikan terjadi ketika quibot menghadapi pergeseran fasa.

Untuk makalah ini, tim mempelajari model yang dapat dipecahkan di mana penghentian yang identik hanya berkomunikasi dengan tetangga mereka di sepanjang rantai; Model tersebut menganalisis teori Kibble-Zurek secara analitik. Dalam pencarian ahli teori penyembuhan dengan waktu operasi terbatas pada komputer anil kuantum, mereka meningkatkan kompleksitas model yang berhenti dapat dibagi menjadi dua kelompok dengan interaksi yang berbeda secara bersamaan dalam setiap kelompok tetapi interaksi yang agak berbeda untuk kelompok kuet yang berbeda.

Dalam campuran semacam ini, mereka menemukan efek yang tidak biasa: satu kelompok masih menghasilkan banyak eksitasi energi saat melalui transisi fase, tetapi kelompok lainnya tetap pada energi minimum karena sistem tidak mengalami transformasi fase apa pun.

“Model yang kami gunakan sangat simetris agar dapat larut, dan kami telah menemukan cara untuk memperluas model ini dengan memecah simetri ini dan tetap mengatasinya,” Sinitsin menjelaskan. “Kemudian kami melihat bahwa teori Kibble-Jurek bertahan tetapi dengan twist – setengah berhenti tidak menyimpan energi dan ‘berperilaku baik’. Dengan kata lain, mereka telah mempertahankan kondisi dasar mereka. ”

Sayangnya, separuh lainnya membuat lebih banyak kesalahan yang dirasakan – dengan demikian, tidak ada obat untuk penyakit apa pun melalui perjalanan bertahap komputer anil kuantum.

Cara baru untuk membedakan isotop

Masalah jangka panjang lain yang bisa mendapatkan keuntungan dari efek ini adalah pemisahan isotop. Misalnya, uranium alami sering kali perlu dipisahkan menjadi isotop yang diperkaya dan yang telah habis, sehingga uranium yang diperkaya dapat digunakan untuk energi nuklir atau tujuan keamanan nasional. Proses pemisahan saat ini mahal dan membutuhkan banyak energi. Efek yang ditemukan berarti bahwa transisi dinamis terjadi melalui transisi fase kuantum dengan menciptakan campuran interaksi nuklir ultra-dingin, isotop yang berbeda mungkin atau mungkin tidak tereksitasi secara selektif, dan kemudian dipisahkan menggunakan teknik penghilangan magnetik yang tersedia.

Referensi: “Transisi Fase Nonadiabatik dengan Sintesis Kiral Rusak” oleh Bin Ian, Vladimir Y. Cherniak (Universitas Negeri Wayne), Vojich H. Sinitsin di Zurek dan Nikolai. 1921 Februari 2021, Surat ulasan fisik.
DOI: 10.1103 / Fitzgerald .2626.070602

Pendanaan: Pekerjaan ini dilakukan dengan dukungan dari Departemen Energi AS, Kantor Sains, Departemen Ilmu Energi Dasar, Departemen Fisika dan Teknik, Program Teori Materi Terkondensasi. Bin Ian juga mengakui dukungan dari Center for Nonlinear Studies di Lanley.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Genom manusia modern tertua, direkonstruksi menggunakan DNA tengkorak berusia 45 tahun

Tengkorak dari Gua Zlatyk dekat Praha ini adalah milik orang modern paling awal yang diketahui di Eropa. Penulis: Marek Jantach Tengkorak fosil seorang wanita...

Peralihan rahasia yang luar biasa terbuka yang dapat merevolusi pengobatan serangan jantung

Para peneliti di Victor Chang Institute for Heart Research di Sydney telah menemukan gen baru yang penting yang kami harap dapat membantu jantung manusia...

Newsletter

Subscribe to stay updated.