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量子货币第一个对量子能量隐形传态持怀疑态度的人

更新时间:2023-11-20 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

直接提取真空零点能是在造永动机,违反能量守恒定理,如今有人通过从远处「借用」的方式实现了突破。pF3物理好资源网(原物理ok网)

这是一件人们难以想像的事,化学学家早已实现用量子等价物从接近真空中陡然变出能量,这一创举其实违反了数学定理和常识。pF3物理好资源网(原物理ok网)

「你不能直接从真空中提取能量,由于那儿没有任何东西,」不列颠罗马尼亚学院的理论化学学家Unruh在描述标准思维方法时说。pF3物理好资源网(原物理ok网)

但15年前,台湾西南学院理论化学学家堀田昌宽(Hotta)提出,其实真空实际上可以被诱导输出一些东西。pF3物理好资源网(原物理ok网)

原本,许多研究人员忽略了这项工作,怀疑从真空中提取能量的思想是完全不可信的。但是,仔细观察的人们意识到,堀田暗示的是一种迥然不同的量子特技。能量不是免费的,它必须使用在遥远的地方用能量订购的知识来解锁。从这个角度来看,堀田昌宽的理论看上去不像是创造,而更像是将能量从一个地方传送到另一个地方——一个奇怪但不这么令人厌恶的看法。pF3物理好资源网(原物理ok网)

「这真是一个惊喜,」Unruh表示,他曾与堀田昌宽合作但没有参与能量传送研究。「这是一个美妙的结果。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

在过去的一年里,研究人员早已在两个独立的量子设备中跨越微观距离传送能量,证明了堀田昌宽的理论。这项研究几乎没有让人怀疑能量隐型传态是一种真正的量子现象。pF3物理好资源网(原物理ok网)

「实验证明了理论,」麻省理工大学(MIT)的量子化学学家SethLloyd表示。「你实际上是在传送,你在抽取能量。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

量子货币pF3物理好资源网(原物理ok网)

第一个对量子能量隐型传态持怀疑心态的人是堀田昌宽本人。pF3物理好资源网(原物理ok网)

2008年,他开始找寻方式来检测一种称为「量子纠缠」的特殊量子热学联系的硬度,其中两个或多个物体共享一个统一的量子态,虽然相距很远,它们也会以相关的形式表现。纠缠的一个决定性特点是你必须一举创造它。你不能通过独立地抚弄一个对象和另一个对象来设计相关行为,就算你打电话给另一个地方的同学并告诉她们你做了哪些也不行。pF3物理好资源网(原物理ok网)

堀田昌宽于2008年提出了量子能量隐型传态合同。pF3物理好资源网(原物理ok网)

在研究黑洞时,堀田开始怀疑量子理论中的奇特风波「负能量」,可能是检测纠缠的关键。黑洞通过发射与其内部纠缠在一起的幅射而收缩,这一过程也可以被视为黑洞吞噬负能量团。堀田强调负能量和纠缠虽然密切相关。为了强化他的论据,他着手证明负能量——比如纠缠——不能通过在不同地点的独立行动形成。pF3物理好资源网(原物理ok网)

堀田昌宽吃惊地发觉,事实上,一个简单的风波序列可以造成量子真空变为负值——放弃它虽然没有的能量。「一开始我以为我弄错了,」堀田昌宽说道量子物理三大理论,「所以我又估算了一下,我检测了我的逻辑。但是我找不到任何纰漏。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

问题出在量子真空的奇特性质上,这是一种独特的虚无,但又无时不接近于存在物质。不确定性原理严禁任何量子系统步入完全零能量的完全安静状态。结果是,虽然完全的真空也必须总是随着饱含它的量子场的波动而砰砰翻飞。那些永无止境的波动使每位场都饱含了一些最低限度的能量,称为零点能量。化学学家觉得,具有这些最小能量的系统处于能级。pF3物理好资源网(原物理ok网)

处于能级的系统有点像停在丹佛(海拔1.6公里)街头的车辆。虽然它远低于海平面,也不能再低了。pF3物理好资源网(原物理ok网)

量子热学中,量子涨落在空间生成由粒子和反粒子组成的虚粒子对。粒子对借取能量而生成,又在短时间内湮没归还能量。这种形成的虚粒子的化学效应是可以被检测的,比如,电子的有效电荷与裸电荷不同。从量子电动热学的兰姆位移与卡西米尔效应,可以观测到这些效应。pF3物理好资源网(原物理ok网)

堀田昌宽的理论如同找到了一个地下车库。他意识到,要开启这扇门,只须要借助量子场中的一种内在纠缠就可以。对永动机有所了解的人都晓得,不间断的真空波动不能拿来为其提供动力,由于给定位置的波动完全是随机的。你想像一下将一个独特的量子电瓶联接到真空中,一半的波动会为设备充电,而另一半则会将其用尽。pF3物理好资源网(原物理ok网)

然而量子场是纠缠的,一个点的波动常常与另一个点的波动相匹配。早在2008年,堀田发表了一篇论文,概述了两位量子化学中的老熟人Alice和Bob怎么利药量子纠缠从Bob周围的能级中提取能量。pF3物理好资源网(原物理ok网)

具体来说,Bob他想给哪个独特的量子电瓶充电,但他只能满足真空空间。辛运的是,他的同事Alice在很远的地方有一个设备齐全的数学实验室。Alice在她的实验室里检测磁场,并注入能量了解其波动。这个实验使整个场脱离能级,但据Bob所知量子物理三大理论,他的真空仍处于最低能量状态,即随机波动。pF3物理好资源网(原物理ok网)

但随即Alice按照自己周围的变化信息,主要是通知Bob何时插入电板,在Bob阅读信息后,他可以借助新发觉的知识打算实验,从真空中提取能量,即Alice注入的能量。pF3物理好资源网(原物理ok网)

滑铁卢学院的理论化学学家Martín-Martínez表示,假如你乐意的话,这种信息可以让Bob对波动进行计时。他还补充说,因为量子场的具象性质,时间的概念比字面意思更图式。pF3物理好资源网(原物理ok网)

英属洪都拉斯学院的Unruh表示,你可以药量子力学做一些奇怪的事情。pF3物理好资源网(原物理ok网)

在整个实验中,Bob不能提取比Alice输入更多的能量,由于能量是守恒的。在Alice的文本抵达之前,Bob缺少提取能量的必要知识,所以没有任何效应的传播速率超过光速。因而合同没有违背化学原则。pF3物理好资源网(原物理ok网)

但是,堀田的出版物受到了批评,好多人觉得只有小说中才能有真空零点能量。但堀田确信他发觉了一些东西,继续自己的看法。后来他得到了Unruh的鼓励,Unruh因发觉另一种奇怪的真空行为而声誉大噪。pF3物理好资源网(原物理ok网)

堀田还是想方设法对其发觉进行测试,然后他结交了西南学院专门研究汇聚态物质的院长游佐刚(GoYusa)。她们提议在具有类似于电磁场的纠缠能级的半导体系统中进行实验。pF3物理好资源网(原物理ok网)

但她们的研究却一再延误,在最初的实验获得捐助后不久,因为自然缘由,她们的实验设备被震坏两次,现在,她们又一次基本上从零开始。pF3物理好资源网(原物理ok网)

一次跳跃pF3物理好资源网(原物理ok网)

堀田曾在2013年做过一次讲演,这个讲演迸发了Martín-Martínez的无限想像。Martín-Martínez表示:堀田的思维方法与其他人不同,他是一个很有创意、想到就要付诸行动的人。pF3物理好资源网(原物理ok网)

IBM的量子计算机。pF3物理好资源网(原物理ok网)

Martín-Martínez半认真地将自己定位为「时空工程师」,常年以来他仍然被悬疑小说边沿的数学学所吸引。他的梦想是找到在数学上可行的方式来制造虫洞、曲速引擎和时间机器。这种奇特现象中的每一个都相当于广义相对论非常适应的多项式所容许的奇特时空形状。但它们也被所谓的能量条件所严禁,著名化学学家罗杰・彭罗斯和斯蒂芬・霍金在广义相对论之上施加了一些限制,以制止该理论诠释其野性的一面。pF3物理好资源网(原物理ok网)

彭罗斯-霍金理论体系中最主要的一条是严禁负能量密度。并且,在听堀田昌宽的介绍时,Martín-Martínez意识到,高于能级听上去有点像让能量弄成负能量。这个概念对星际迷航的粉丝来说很有趣,他一头扎进了堀田的论文中。pF3物理好资源网(原物理ok网)

他很快意识到能量隐型传态可以帮助解决他在量子信息领域的一些研究者所面临的问题,其中包括滑铁卢的化学学家和当时的中学生Rodríguez-。二人有一个更实际的目标:采用量子bite,即量子计算机的建立基础,并使它们尽可能地冷。冷量子比特是可靠的量子比特,但该小组早已遇见了一个理论极限,超过这个极限恐怕就不可能再吸出更多的热量——就像Bob面对一个虽然不可能从中提取能量的真空一样。pF3物理好资源网(原物理ok网)

今年,滑铁卢学院的小组验证了量子能量隐型传态合同。pF3物理好资源网(原物理ok网)

在第一次向的团队推介时,Martín-Martínez面临着许多怀疑的问题。但她们很快显得接受,开始研究量子能量隐型传态,并在2017年提出了一种方式,将能量从量子比特中转移下来,使其比任何其他已知程序能做到得更冷。虽然这么,「这都是理论,」Martín-Martínez说道。「没有实验。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

Martín-Martínez和Rodríguez-以及和一位实验主义者开始着手改变这些状况。pF3物理好资源网(原物理ok网)

她们求救于一种称为核磁共振的技术,该技术使用强悍的磁场和无线电脉冲来操纵大分子中原子的量子态。该小组花了几年时间计划实验,之后在疫情期间的几个月里,安排在两个碳原子之间传送能量,饰演Alice和Bob的角色。pF3物理好资源网(原物理ok网)

首先,一系列精细调谐的无线电脉冲将碳原子放在特定的最低能量能级,这两个原子之间存在纠缠。系统的零点能量由Alice、Bob的初始组合能量和它们之间的纠缠定义。pF3物理好资源网(原物理ok网)

量子物理三大理论_量子物理理论基础_量子物理理论有哪些pF3物理好资源网(原物理ok网)

接出来,她们向Alice和第三个原子发射单个无线电脉冲,同时对Alice的位置进行检测并将信息传输到原子「文本消息」。最后,针对Bob和中间原子的另一个脉冲同时将消息传输给Bob并在那儿进行检测,进而完成能量「无中生有」。pF3物理好资源网(原物理ok网)

她们多次重复这个过程,在每一步都进行多次检测,使她们能否在整个过程中重建三个原子的量子特点。最后,她们估算出Bob碳原子的平均能量升高,可知能量被提取并释放到环境中。虽然Bob原子总是以能级开始,但还是发生了此类情况。从开始到结束,该合同只用了不超过37纳秒。要不是能量从分子的右侧传播到另左侧,一般须要20多倍的时间——接近一整秒。Alice消耗的能量使Bob才能解锁其他方法难以获得的能量。pF3物理好资源网(原物理ok网)

「看到借助目前的技术可以观察到能量的激活,这真是太棒了,」现就职于加洲学院伯克利校区的Rodríguez-说道。她们在2022年3月发布的预印版论文《oflocalwith》中描述了量子能量隐型传态的首次演示,该研究已被数学学顶刊《》(PRL)接收发表。pF3物理好资源网(原物理ok网)

Rodríguez-觉得这种系统可用于研究量子系统中的热、能量和纠缠。pF3物理好资源网(原物理ok网)

第二次演示将在十个月后进行。pF3物理好资源网(原物理ok网)

新年节前几天,石溪学院的量子估算研究员Ikeda正在观看一个提及无线能量传输的视频。他想晓得是否可以药量子力学来完成类似的事情。之后,他想起了堀田昌宽的工作——在西南学院读大专时堀田曾是他的院士之一——并意识到他可以在IBM的量子估算平台上运行量子能量隐型传态合同。pF3物理好资源网(原物理ok网)

在接出来的几天里,他编撰并远程执行了这样一个程序。实验否认Bob量子比特增长到其能级能量以下。到1月7日,他早已在预印版论文《Firstofon》中发布了他的结果。pF3物理好资源网(原物理ok网)

在堀田昌宽首次描述能量传送近15年后,相隔不到一年的两次简单演示证明了这是可能的。pF3物理好资源网(原物理ok网)

「实验论文做得挺好,」Lloyd表示。「我有点错愕于没有人更早做到这一点。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

悬疑的梦想pF3物理好资源网(原物理ok网)

但是,堀田昌宽还没有完全满意。pF3物理好资源网(原物理ok网)

他赞扬那些实验是重要的第一步。但他将它们视为量子模拟,由于其纠缠行为被编程为能级——通过无线电脉冲或通过IBM设备中的量子操作实现。他希望人们最终能从一个系统中获取零点能量,该系统的能级自然具有纠缠的特点,如同弥漫在宇宙中的基本量子场一样。pF3物理好资源网(原物理ok网)

因此,堀田昌宽和游佐刚正在推动她们最初的实验。在接出来的几年里,她们希望在具有本质纠缠能级的边沿电压的硅表面展示量子能量隐型传态——一个行为更接近电磁场的系统。pF3物理好资源网(原物理ok网)

与此同时,对于能量隐型传态的益处,每个化学学家都有自己的想法。Rodríguez-怀疑,不仅帮助稳定量子计算机外,它还将继续在量子系统中的热、能量和纠缠研究中发挥重要作用。1月上旬,池田发表了另一篇论文,详尽介绍了怎样将能量传送到新生的量子互联网中。pF3物理好资源网(原物理ok网)

Martín-Martínez也在继续追逐他的悬疑梦想。他与广义相对论模拟专家Erik合作,希望确切估算时空对特定负能量排列的反应。pF3物理好资源网(原物理ok网)

一些研究人员发觉他的探求很有趣。「这是一个值得赞扬的目标,」Lloyd笑着说。「从某种意义上说,不对此进行跟进在科学上是不负责任的。负能量密度具有极其重要的意义。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

其他人警告说,从负能量到奇特时空形状的公路是坎坷且不确定的。「我们对量子关联的直觉仍在发展中,」Unruh说道。「一旦才能进行估算,人们还会不断对实际情况倍感欣慰。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

对于堀田昌宽而言,他并没有花太多时间思索精雕时空。如今让他倍感高兴的是,他从2008年开始的量子关联估算早已构建了真正的化学现象。pF3物理好资源网(原物理ok网)

「这是真实的数学学,」堀田昌宽说道,「不是悬疑小说。」pF3物理好资源网(原物理ok网)

参考内容:pF3物理好资源网(原物理ok网)

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