การทดลองทางความคิด “อสูรของแมกซ์เวลล์” ที่มีชื่อเสียงได้เกิดขึ้นแล้วโดยใช้เลเซอร์เพื่อลดเอนโทรปีของอาร์เรย์ 3 มิติของอะตอมที่เย็นจัดเป็นพิเศษ งานนี้ทำโดยDavid Weissและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย ซึ่งกล่าวว่าอาร์เรย์ของอะตอมที่เป็นกลางที่มีการจัดลำดับอย่างดีดังกล่าวอาจเป็นพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต
การคำนวณด้วยควอนตัมยังคงเป็น
ประเด็นร้อนในทางฟิสิกส์ เพราะมันอาจนำไปสู่การสร้างอุปกรณ์ที่ทำการคำนวณบางอย่างได้เร็วกว่าระบบดิจิทัลทั่วไปแบบทวีคูณ นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบเทคโนโลยีหลายอย่างเพื่อสร้างควอนตัมบิต (qubits) และในหมู่นักวิ่งหน้าคืออาร์เรย์ของไอออนที่ติดอยู่และวงจรตัวนำยิ่งยวด
สถานะการหมุนของอะตอมที่เป็นกลางในอาร์เรย์ยังถือเป็นคำมั่นสัญญาที่ดีในการสร้าง qubits ความจริงที่ว่าอะตอมดังกล่าวไม่มีประจุ หมายความว่าอะตอมจำนวนมากสามารถติดอยู่ใกล้กันมากโดยไม่มีการรบกวนซึ่งกันและกัน กับดักที่ได้รับความนิยมประเภทหนึ่งคือออปติคัลแลตทิซซึ่งใช้ประโยชน์จากการรบกวนระหว่างลำแสงเลเซอร์คู่เพื่อสร้างคลื่นนิ่งที่ยึดอะตอมไว้ที่โหนดหรือแอนติโนด – ขึ้นอยู่กับว่าแรงนั้นน่ารังเกียจหรือน่าดึงดูด
ปฏิสัมพันธ์ทางวิศวกรรมความท้าทายของอะตอมที่เป็นกลางคือความสามารถในการสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมเพื่อสร้างการพัวพัน ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการคำนวณควอนตัม ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เกท NOT ที่ควบคุม ซึ่งจะพลิกสถานะของหนึ่ง qubit ขึ้นอยู่กับสถานะของ qubit ที่สอง ในขณะที่ระบบอะตอมเป็นกลางถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเกทสองคิวบิต อัตราความผิดพลาดของเกทเหล่านั้นจะสูงกว่าไอออนที่ติดอยู่หรือสารตัวนำยิ่งยวด
งานของไวส์และเพื่อนร่วมงานมีความสำคัญเพราะพวกเขาได้ลดเอนโทรปีของกับดักอะตอม ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับการสร้างประตูควอนตัมที่มีความเที่ยงตรงสูง สิ่งนี้ทำได้โดยตระหนักถึงอสูรของแมกซ์เวลล์ในห้องทดลอง
อสูรถูกเสนอครั้งแรกในช่วงกลางศตวรรษที่ 19
โดย James Clerk Maxwellซึ่งเป็นความท้าทายต่อกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ สิ่งมีชีวิตในจินตนาการแฝงตัวอยู่ในห้องที่เต็มไปด้วยแก๊สซึ่งแยกจากกันด้วยประตูเล็กๆ ปีศาจเปิดประตูเพื่อให้โมเลกุลที่เคลื่อนที่เร็วขึ้นผ่านเข้าไปในห้องใดห้องหนึ่งได้ และเพื่อให้โมเลกุลที่เคลื่อนที่ช้าลงสามารถผ่านเข้าไปในห้องอื่นได้ ความร้อนจึงถูกถ่ายเทจากบริเวณที่เย็นกว่าไปยังบริเวณที่ร้อนกว่า และเอนโทรปีของระบบก็ลดลง ซึ่งเป็นการละเมิดกฎข้อที่สองอย่างเห็นได้ชัด
แทนที่จะจัดเรียงโมเลกุลของแก๊สตามความเร็ว ไวส์และเพื่อนร่วมงานได้จัดเรียงอะตอมที่เป็นกลางตามตำแหน่งเชิงพื้นที่ของพวกมัน พวกเขาเริ่มต้นด้วยการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์คอลเลกชั่นของอะตอมซีเซียมให้เหลือระดับเหนือศูนย์สัมบูรณ์สองสามล้านแล้วจึงบรรจุลงในตาข่ายออปติคัล 3 มิติซึ่งทำจากลำแสงเลเซอร์สามคู่ อะตอมส่วนใหญ่ออกจากโครงตาข่ายอย่างรวดเร็วในลักษณะที่โครงตาข่ายเหลือเพียงครึ่งเดียว โดยแต่ละไซต์จะว่างหรือถูกครอบครองโดยอะตอมหนึ่งตัวในการแจกแจงแบบสุ่ม (ดูรูป)
ขยับโหนดขั้นตอนต่อไปคือการแปลงโครงตาข่ายครึ่งเต็มของอะตอมที่วางตำแหน่งแบบสุ่มให้เป็น sublattice ที่เล็กกว่าซึ่งเต็มอย่างสมบูรณ์และสม่ำเสมอทั้งหมด ทีมงานสามารถดูได้ว่าโหนดใดถูกครอบครองโดยแสงจากเลเซอร์ระบายความร้อนที่กระเจิงออกจากอะตอม จากนั้นพวกเขาก็ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าโหนดคลื่นนิ่งสามารถเปลี่ยนในอวกาศได้โดยการเปลี่ยนโพลาไรเซชันของลำแสงเลเซอร์ตัวใดตัวหนึ่งในแต่ละคู่ เช่นเดียวกับข้อเท็จจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามสำหรับสถานะการหมุนของทั้งสองอะตอม .
นักวิจัยได้ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสอย่างแน่นหนา
อีกคู่บวกกับแหล่งไมโครเวฟเพื่อเลือกการหมุนของอะตอมใดๆ ในโครงตาข่าย โดยปล่อยให้การหมุนของอะตอมโดยรอบไม่ถูกรบกวน การเปลี่ยนแปลงของโพลาไรซ์ของเลเซอร์แลตทิซที่เกี่ยวข้องทำให้พวกมันเคลื่อนที่อะตอมนั้นสัมพันธ์กับอะตอมอื่นๆ ทำซ้ำขั้นตอนเหล่านี้หลายครั้ง พวกเขาสามารถแปลงโครงตาข่ายขนาด 5x5x5 ที่ว่างเปล่าครึ่งหนึ่งให้เป็นโครงย่อยขนาด 5x5x2 แบบเต็มได้ สิ่งนี้ลดเอนโทรปีของตาข่ายลงมากกว่าสองเท่า
อสูรของเราจะสังเกตทั้งระบบในคราวเดียวแทนที่จะเป็นครั้งละหนึ่งอนุภาค จากนั้นจึงดำเนินการกับมันเพื่อสร้างสถานะเอนโทรปีต่ำอย่างชัดแจ้งAishwarya Kumarหัวหน้าผู้เขียนบทความเรื่องNatureที่บรรยายผลงานนี้กล่าวว่า “กระบวนการนี้เกือบจะเหมือนกับการทดลองความคิดปีศาจของ Maxwell เลย “ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือปีศาจของเราจะสังเกตทั้งระบบในคราวเดียวแทนที่จะเป็นครั้งละหนึ่งอนุภาค จากนั้นจึงดำเนินการกับมันเพื่อสร้างสถานะเอนโทรปีต่ำอย่างชัดแจ้ง”
อาร์เรย์อะตอมที่ออกแบบสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมKumar กล่าวว่าการทดลองของพวกเขาไม่ได้ละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ อันที่จริง ตระหนักได้ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ว่าอสูรของแมกซ์เวลล์จะเพิ่มเอนโทรปีโดยรวมในจักรวาลอันเป็นผลมาจากการแยกโมเลกุลของแก๊ส ในทำนองเดียวกัน เขากล่าวว่าในการทดลองของพวกเขา เอนโทรปีจะเพิ่มขึ้นเมื่อโฟตอนเย็นตัวลงโดยสุ่มกระจายอะตอมออกไป ซึ่งทีมงานใช้เพื่อดูอะตอม เขาเสริมว่าขั้นตอนต่อไปของกลุ่มคือการเข้าไปพัวพันกับ qubits ด้วยความเที่ยงตรงสูง
Ronald Hansonผู้ตรวจสอบ “spin qubits” ของเพชรที่ Delft University of Technology ในเนเธอร์แลนด์รู้สึกประทับใจกับผลงานล่าสุด แต่ไม่เต็มใจที่จะหารือเกี่ยวกับความหมายของการคำนวณควอนตัม “นี่เป็นการทดลองทางฟิสิกส์ที่สวยงามก่อนเป็นอันดับแรก” เขากล่าว “การเปรียบเทียบการทดลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แตกต่างกันนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย และมักจะเป็นเรื่องส่วนตัว เนื่องจากเส้นทางที่เป็นไปได้สู่เทคโนโลยีที่ปรับขนาดได้นั้นแตกต่างกันมาก”
การชนกันของดาวนิวตรอนสองดวงเรียกว่า กิโลโนวา และคาดว่าจะก่อให้เกิดหลุมดำหรือดาวนิวตรอน ‘มวลสูง ‘ เศษซากที่อุดมด้วยนิวตรอนบางส่วนก่อตัวเป็นเปลือกหรือรังไหมรอบๆ หลุมดำหรือดาวนิวตรอน ส่วนที่เหลือหมุนวนไปบนวัตถุที่เหลือ ทำให้เกิดไอพ่นของอนุภาคที่มีประจุซึ่งระเบิดออกสู่อวกาศด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง
รังไหมเรืองแสง
เมื่อเจ็ตพุ่งชนรังไหม มันทำให้เรืองแสง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่นักดาราศาสตร์เรียกว่าสายัณห์ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าเครื่องบินลำนั้นสามารถทะลุผ่านรังไหมและโผล่ออกมาอีกด้านหนึ่งได้หรือไม่
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>ป๊อกเด้งออนไลน์ ขั้นต่ำ 5 บาท
