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乍一看,一個由51個離子組成的系統(tǒng)可能看起來很容易管理。但即使這些帶電原子只是在兩種狀態(tài)之間來回切換,其結果是系統(tǒng)可以采取超過兩萬億(1015)種不同的排序。這樣一個系統(tǒng)的行為實際上是不可能用常規(guī)計算機計算的,特別是由于引入系統(tǒng)的激發(fā)可以無規(guī)律地傳播。這種運動的一個特點是,除了預期的較小的跳躍外,有時也會發(fā)生明顯較大的跳躍。這種現(xiàn)象也可以在蜜蜂的飛行和股票市場上不尋常的激烈運動中觀察到。模擬量子動力學:傳統(tǒng)上是一項困難的任務雖然模擬一個復雜的量子系統(tǒng)的動力學即使對傳統(tǒng)的超級計算機來說也是一個非常高的要
在單個量子水平上控制機械運動的系統(tǒng)正在成為一個有前途的量子技術平臺。新的實驗工作現(xiàn)在確定了如何在不破壞量子態(tài)的情況下測量這種系統(tǒng)的量子特性--這是充分挖掘機械量子系統(tǒng)潛力的一個關鍵因素。當提到量子力學系統(tǒng)時,人們可能會想到單光子和隔離良好的離子和原子,或者電子在晶體中傳播。在量子力學的背景下,更奇特的是真正的機械量子系統(tǒng);也就是說,大質(zhì)量物體的機械運動,如振動是量化的。圖為聲學共振器的光學顯微鏡圖像(兩個較大的圓盤,其內(nèi)部是壓電換能器)和連接到超導量子軌道(白色結構)的天線在一系列開創(chuàng)性的實驗中,
來自布里斯托爾大學量子工程技術實驗室(QETLabs)的科學家們開發(fā)了一種算法,為量子系統(tǒng)的基礎物理學提供了寶貴的見解:為量子計算和傳感的重大進展鋪平了道路,并有可能翻開科學研究的新一頁。在物理學中,粒子系統(tǒng)及其演變是由數(shù)學模型描述的,需要理論論證和實驗驗證的成功互動。更為復雜的是對粒子系統(tǒng)在量子力學水平上相互作用的描述,這通常是用哈密爾頓模型來完成的。由于量子態(tài)的性質(zhì),從觀測中制定哈密頓模型的過程變得?