L-Istitut tal-Kejl ta' Preċiżjoni U Oħrajn Jagħmlu Progress fl-Esplorazzjoni Sperimentali ta' Magni Quantum

Il-Grupp ta' Riċerka dwar l-Ipproċessar tal-Informazzjoni Quantum Bound System tal-Istitut tax-Xjenza tal-Kejl ta' Preċiżjoni u l-Innovazzjoni Teknoloġika tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża (IPMSI), b'kollaborazzjoni mal-Istitut tar-Riċerka tat-Teknoloġija Industrijali ta' Guangzhou (GITRI) u oħrajn, esplora b'mod sperimentali l-effett tat-tħabbil. bħala riżors quantum fuq magna quantum ibbażata fuq il-Pjattaforma Sperimentali tal-Ion Ultracold 40Ca+. Ir-riżultati sperimentali juru li l-magna quantum tista 'tagħti xogħol aktar utli meta l-materja tax-xogħol tagħha tkun fl-istat imħabbbil, li jindika li t-tħabbil jista' jintuża bħala "karburant".
It-tħabbil huwa riżorsa kwantistika unika fl-ipproċessar tal-informazzjoni, li tista 'tħaffef il-komputazzjoni, tiżgura s-sigurtà tal-informazzjoni fil-komunikazzjoni, u ttejjeb l-eżattezza tal-kejl. Bħalissa, mhuwiex ċar għal kollox jekk it-tħabbil jistax ikollu rwol fil-konverżjoni u l-użu tal-enerġija; jekk il-magni quantum bi proprjetajiet ta 'tħabbil humiex superjuri għal magni klassiċi u taħt liema kundizzjonijiet iseħħ dan huwa inkonklussiv. Fl-istess ħin, hemm ftit studji sperimentali ta 'magni quantum b'sistemi quantum imħabbbil bħala l-materja tax-xogħol, u m'hemm l-ebda verifika sperimentali kwantitattiva.
Il-grupp iddisinja magna quantum bi proprjetajiet ta 'tħabbil bl-użu ta' joni ultrakesħa 40Ca + marbuta b'mod stabbli f'nassa tal-jone bħala l-materjal tax-xogħol. Il-magna quantum iġorr tagħbija quantum. Huwa mimli b'modalità vibrazzjonali quantum kondiviża mill-joni. Ir-riċerkaturi użaw ċiklu termodinamiku biex jagħmlu l-magna quantum tikkonverti l-enerġija foton tal-laser permezz tas-sustanza tax-xogħol (il-jone) fl-enerġija fonon tat-tagħbija quantum, u ddefinixxew l-effiċjenza tal-konverżjoni. Barra minn hekk, biex jiġi stmat kemm minn din l-enerġija kkonvertita hija enerġija estratta, jiġifieri xogħol utli, ir-riċerkaturi ddefinixxew l-effiċjenza mekkanika.
Biex jivverifika r-rwol tat-tħabbil fil-magni quantum, l-istudju vvaluta kwantitattivament il-prestazzjoni tal-magni quantum billi aġġusta t-tħabbil tal-materja tax-xogħol. Fl-esperiment, l-istudju kkontrolla l-ħin tat-tħaddim tal-bieb loġiku tat-tħabbil billi jimmanipula b'mod preċiż il-lejżer biex jikseb materja tax-xogħol bi gradi differenti ta 'tħabbil. Sadanittant, l-istudju kiseb l-effiċjenza tal-konverżjoni u l-effiċjenza mekkanika fi gradi ta 'tħabbil differenti billi tkejjel in-numru ta' fotoni assorbiti fil-materja tax-xogħol u n-numru ta 'phonons miżjuda fit-tagħbija. L-esperimenti juru li l-valur massimu tal-effiċjenza mekkanika jseħħ fil-punt fejn il-materja tax-xogħol hija massimament imħabbta, iżda l-effiċjenza tal-konverżjoni hija kważi mhux affettwata mill-grad ta 'tħabbil. Analiżi tad-dejta sperimentali turi li l-magna quantum hija kapaċi toħroġ aktar xogħol utli meta l-materja tax-xogħol tagħha tkun fl-istat imħabbbil; u l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-magna quantum hija indipendenti mit-tħabbil, kif ukoll il-produzzjoni ta 'xogħol utli.
Dan ir-riżultat jipprovdi evidenza sperimentali li t-tħabbil jista 'jkollu r-rwol ta' "karburant" f'magni quantum, u jissuġġerixxi li r-riċerka u l-iżvilupp ta 'magni quantum għandhom jagħtu aktar attenzjoni lill-effiċjenza mekkanika aktar milli lill-effiċjenza tal-konverżjoni. Dawn ir-riżultati jipprovdu perspettiva ġdida għall-iżvilupp ta 'apparati ta' enerġija mikroskopiċi bħal muturi quantum u batteriji quantum.