量子傳輸存在速度限制！科學(xué)家首次驗(yàn)證原子在兩點(diǎn)之間傳播的最快速度
年
雖然在量子世界中量子傳輸速度，將信息從一處連接到另一處也需要時(shí)間。 來自環(huán)境的干擾會提高量子計(jì)算機(jī)的性能，而盡可能快地估計(jì)是減少這些影響的一種技術(shù)。 而且，估計(jì)太快也會導(dǎo)致信息丟失，因此這類系統(tǒng)存在“速度限制”。
此前，通過最快路徑——量子最速下降線（）將初始量子態(tài)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)態(tài)是許多基于量子熱的技術(shù)面臨的根本挑戰(zhàn)。
這些二基態(tài)系統(tǒng)中量子最陡下降線的方案是已知的。 然而，該解決方案不適合較大的系統(tǒng)，特別是當(dāng)無法通過局部變換達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)時(shí)。 一些量子技術(shù)，例如原子干涉儀，需要一個(gè)系統(tǒng)在許多量子態(tài)之間進(jìn)行通信。 此類系統(tǒng)也應(yīng)該有速率限制，但尚未被預(yù)測或檢測到。
在美國克拉科夫?qū)W院的安德里亞·阿爾貝蒂 ( ) 和他的朋友們的最新成果中，展示了原子波包。 科學(xué)家將兩束相對的激光束疊加形成串?dāng)_，然后將銫原子倒入波谷中，使串?dāng)_移動并改變波谷的位置，并檢測到傳輸原子（波包）的最快速度超過15倍它的厚度。
研究人員對傳輸保真度的檢查揭示了物質(zhì)波相關(guān)分裂和重組的最短持續(xù)時(shí)間，從而得出了重要的量子速率限制。 他們依靠量子態(tài)動力學(xué)的幾何解釋來獲得對這一極限的數(shù)學(xué)洞察。
在他們的實(shí)驗(yàn)中量子傳輸速度，研究小組使用了所謂的光學(xué)晶格陷阱，并使用微波場將原子冷卻到最低振動狀態(tài)。 在這些狀態(tài)下，每個(gè)原子就像在碗中以最小幅度來回?fù)u動的液體。
阿爾貝蒂和他的朋友們使用恒速和變速將原子傳輸了0.5微米的距離。 在每種情況下，研究人員都檢查了保真度。 研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)旅途中的平均速度高于每秒 17 毫米時(shí)，保真度特別好，但當(dāng)平均速度較高時(shí)，保真度會增加到低得多的值。
研究人員已經(jīng)能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)在兩個(gè)地點(diǎn)之間運(yùn)輸原子，這一成就對量子技術(shù)具有重大影響。 這些結(jié)果闡明了量子態(tài)動力學(xué)的基本極限，并有望在量子傳感器和量子估計(jì)中找到相關(guān)應(yīng)用。
上述研究發(fā)表在《物理評論X》（X）上，標(biāo)題為“”。
翻譯/前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊群