Η επιστήμη και οι φυσικοί έχουν αποδείξει επανειλημμένως πως μπορούν να μετακινούν άτομα, με απίστευτη ακρίβεια και αξιοπιστία, τόσο σε 2D όσο και σε 3D. Για να το αποδείξουν για άλλη μια φορά, δημιούργησαν το μικρότερο βίντεο με γάτα στον κόσμο. Πρόκειται για μια κινούμενη αναπαράσταση μιας γάτας, που αποτελείται από 2024 άτομα ρουβιδίου και συγκεκριμένα δείχνει το διάσημο νοητικό πείραμα κβαντικής γάτας, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Erwin Schrödinger.
Η προσέγγιση χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης και οπτικές παγίδες που μπορούν να αναδιατάξουν χιλιάδες άτομα σε μόλις 60 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Το βίντεο της γάτας από 2024 άτομα ήταν ταχύτατο, και αυτό που μπορείτε να παρακολουθήσετε παρακάτω, επιβραδύνεται κατά περίπου 33 φορές.
Για όσους δεν γνωρίζουν τι είναι η γάτα του Schrödinger, είναι ένα από τα πιο διάδημα νοητικά πειράματα. Σύμφωνα με αυτό, φανταστείτε πως έχετε ένα δοχείο με δηλητήριο σε ένα κουτί μαζί με μια γάτα. Το κουτί είναι σφραγισμένο και το δοχείο με το δηλητήριο ανοίγει σε άγνωστο χρόνο. Ανά πάσα στιγμή δεν έχουμε γνώση για το αν το δηλητήριο έχει απελευθερωθεί, οπότε για κάθε στιγμή η γάτα είναι ταυτόχρονα ζωντανή και νεκρή, μέχρι να ανοίξουμε το κουτί και να δούμε τι συμβαίνει.
Η κβαντική γάτα του Schrödinger είναι σε αυτό το μοτίβο. Φανταστείτε ότι έχετε ένα φιαλίδιο με δηλητήριο σε ένα κουτί που ενεργοποιείται από την εμφάνιση μιας συγκεκριμένης κβαντικής διαδικασίας, όπως μια πυρηνική διάσπαση, η οποία έχει μια συγκεκριμένη πιθανότητα να συμβεί μέσα σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.
Τώρα, ας πάρουμε την υποθετική μας γάτα και ας την βάλουμε στο κουτί με το δηλητήριο και την κβαντική διαδικασία. Η κβαντική διαδικασία βρίσκεται σε υπέρθεση. Αν πρόκειται για πυρηνική διάσπαση, βρίσκεται σε μια κατάσταση όπου έχει και δεν έχει διασπαστεί. Όχι το ένα ή το άλλο, αλλά και τα δύο – τουλάχιστον μέχρι να παρατηρηθεί. Έτσι, το δηλητήριο έχει και δεν έχει απελευθερωθεί. Η γάτα είναι και νεκρή και ζωντανή.
Εδώ να πούμε πως αυτό είναι ένα νοητικό πείραμα και ποτέ και καμία γάτα δεν έπαθε κακό από αυτό το πείραμα.
Περνώντας πίσω στο βίντεο της γάτας τα άτομα είναι διαταγμένα, σχηματίζοντας εικόνες που δείχνουν την κύρια στιγμή του νοητικού πειράματος. Τα 2024 άτομα ρουβιδίου κινούνται με οπτικές tweezer παγίδες. Αυτές οι παγίδες “τσιμπιδάκια” είναι στην ουσία εστιασμένες δέσμες laser, που χρησιμοποιούνται για τη μετατόπιση μικρών σωματιδίων. Με αυτές, οι επιστήμονες μπορούν να μετακινούν και να τοποθετούν σωματίδια και μικρά αντικείμενα, χωρίς καμία φυσική επαφή.
Κίνα: Ανέπτυξε ρομπότ που θα εγκυμονεί για ζευγάρια που δε μπορουν να κάνουν παιδιά
Τα οπτικά τσιμπιδάκια, όπως τα αποκαλούν οι επιστήμονες, έχουν μια πληθώρα εφαρμογών, όμως σε αυτό το πείραμα οι επιστήμονες ήθελαν να επιδείξουν την ικανότητά μετακίνησης πολλών ατόμων, γρήγορα και με μεγάλη ακρίβεια. Χρησιμοποιώντας μηχανική μάθηση, μπόρεσαν να συναρμολογήσουν συστοιχίες ατόμων σε δύο και τρεις διαστάσεις, δημιουργώντας τις εικόνες που είδαμε στο βίντεο παραπάνω. Κάθε αναδιάταξη διαρκεί μόλις ένα κλάσμα του δευτερολέπτου και συγκεκριμένα 60 χιλιοστά του δευτερολέπτου.
«Αυτό το πρωτόκολλο μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία συστοιχιών δεκάδων χιλιάδων ατόμων χωρίς ελαττώματα με τις τρέχουσες τεχνολογίες και να γίνει μια χρήσιμη εργαλειοθήκη για τη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων», έγραψαν οι συγγραφείς στην μελέτη. Η διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων είναι ένα σημαντικό εργαλείο στην κβαντική υπολογιστική και πληροφορική!
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
