量子计算机原理不确定,逃避量子物理学中的不确定性原理

由阿尔托大学5月6日，不确定性原理最早由Werner Heisenberg于1920年代后期提出，它是量子力学的基本概念。在量子世界中，像电子一样的粒子为所有电子产品提供动力，它们的行为也像波一样。结果，粒子不能同时具有明确定义的位置和动量。例如，测量粒子的动量会导致位置干扰，因此无法精确定义位置。

在最近发表于《科学》杂志上的研究中，芬兰阿尔托大学的米卡·西兰帕教授(MikaSillanpää)领导的研究小组表明，有一种方法可以解决不确定性原理。研究团队包括来自澳大利亚新南威尔士大学的Matt Woolley博士，他为实验开发了理论模型。

该团队使用基本更大的物体代替了基本粒子，而进行了实验：两个振动鼓面，是人发宽度的五分之一。鼓面被小心地强制机械地表现为量子。

“在我们的工作中，鼓面表现出集体的量子运动。鼓面彼此相反地振动，因此，当其中一个鼓面位于振动周期的终点位置时，另一个鼓面则处于相同的相反位置。在这种情况下，如果将两个感光鼓视为一个量子力学实体，则可以消除感光鼓运动的量子不确定性。”研究的主要作者劳雷·梅西耶·德·莱皮奈(Laure Mercier de Lepinay)博士解释说。

这意味着研究人员能够同时测量两个鼓面的位置和动量-根据海森堡不确定性原理，这是不可能的。违反规则使他们能够表征驱动鼓面的极弱力。

Sillanpää说：“其中一个鼓以相反的方式对另一个鼓的所有力做出反应，”

此外，研究人员还利用这一结果提供了迄今为止最可靠的证据，证明如此大的物体可以表现出所谓的量子纠缠。即使纠缠对象可能具有任意大的空间间隔，它们也不能彼此独立地描述。纠缠允许成对的对象以与经典物理学相反的方式进行行为，并且是新兴的量子技术背后的关键资源。例如，量子计算机可以比任何超级计算机更快地执行发明新药物所需的计算类型。

在宏观物体中，纠缠等量子效应非常脆弱，并且容易受到周围环境的干扰而被破坏。因此，实验是在非常低的温度下进行的，在-273度时仅比绝对零值高出百分之一度。

将来，研究小组将在实验室测试中使用这些想法，以探索量子力学和引力的相互作用。振动鼓面还可以用作连接大型分布式量子网络的节点的接口。

Laure Mercier deLépinay，Caspar F. Ockeloen-Korppi，Matthew J. Woolley和Mika A.Sillanpää撰写的文章“具有机械振荡器的无量子力学子系统”已在5月7日的《科学》杂志上发表。

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