猫シュレディンガーのペースメーカー

カリフォルニア大学バークレー校の科学者は、悪名高い猫が生きているかどうかを判断できる実験を実施しました。



それがどんな種類のエキゾチックな動物であり、それがどのようにITに関連するかを簡単に思い出しましょう。 ErwinSchrödingerは、次の思考実験を設定しました。

ネコは次の地獄の機械と一緒に鋼鉄の部屋に閉じ込められています(直接のネコの干渉から保護する必要があります):ガイガーカウンター内には、1時間以内に1つの原子しか崩壊できないほど小さな放射性物質がありますが、同じ確率でそしてバラバラにならないでください。 これが発生すると、読み取りチューブが放電し、リレーがトリガーされてハンマーが下がり、シアン化水素酸でコーンが破損します。 このシステム全体を1時間放置すると、原子が崩壊しない限り、この時間後に猫は生き続けると言えます。 原子の最初の崩壊は猫を毒します。 システム全体のpsi関数は、これを表現し、それ自体を混合するか、生きている猫と死んだ猫を均等な割合で広げます(式は申し訳ありません)。



そのような場合の典型的な例は、原子の世界によって最初に制限された不確実性が肉眼で見える不確実性に変換され、直接観察することで除去できることです。 これにより、「ぼかしモデル」を反射現実として単純に受け入れることができなくなります。 これ自体は、不明瞭または矛盾するものを意味するものではありません。 ぼやけた写真やピンぼけの写真と雲や霧の写真には違いがあります。


理論上、このような「あいまいさ」は量子コンピューティングの基礎です-おかげで、量子コンピューター(QC)の計算は0と1を同時に格納する量子ビット(qubits)を使用して実行されます。直接測定。 QCを構築する際の障害となるのは後者の機能です。これは、計画された介入がシステムによって測定と見なされ、計算のエラーにつながるためです。



研究グループの責任者であるR.ヴィジェイは、「猫と一緒に箱を開けることができた」と主張しています。 この実験のアイデアは、ゼロまたは1の状態を間接的に測定することです。まるで箱を開けて、そこを片目で見ているように、さらには非常に目を細めています。



科学者は小さな超伝導チェーン(通常、量子コンピューターのプロトタイプでキュービットとして使用されます)を作成し、表現できるように、状態0と1の重ね合わせを開始しました。その結果、キュービットは周期的に状態のセットを変更しました。 その後、これらの振動の周波数を測定しました。これにより、特定の時点でシステムの状態を間接的に示すことができます。ゼロまたは単位のいずれかを選択する必要はありません。



実験のすべての理論的優雅さにもかかわらず、量子重ね合わせを破壊することはできませんでしたが、すべてがそれほど単純ではないことが判明しました-測定中に、システムは予測できなかった発振周波数を自発的に変更しました。 科学者は、外部干渉なしにシステムを発振周波数に戻す、大きさは等しいが方向が反対の反対の外乱を導入するのに十分迅速に測定が実行されたという事実により、この問題を回避することができました。 実際、これがペースメーカーの動作原理です。心拍数が正しい心拍数から外れると、デバイスは「炎モーター」の動作を補正するインパルスを送信します。



アイデア自体は新しいものではありませんが、以前の研究者は成功しませんでした。重ね合わせに違反しない補償は弱すぎて登録できず、大きなものはシステムにノイズを発生させました。



結果はまだ理想的ではありませんが、キュービットはマイクロ秒に必要な状態で存在しています-これはそのような実験の永遠であり、計算で使用するには十分かもしれません。

チームリーダーによると、これは量子コンピューティングのエラーを制御するための大きなステップです。 さて、待って見てください。

PSこれはこの記事の適応翻訳です。悲しいかな、「翻訳」セクションの投稿や「ポピュラーサイエンス」のカルマが足りないので、投稿できる最も関連するトピックを選択しました。



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