Quantum machine
क्वांटम मशीन एक मानव निर्मित उपकरण है जिसकी सामूहिक गति क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करती है। यह विचार कि मैक्रोस्कोपिक वस्तुएँ क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन कर सकती हैं, 20वीं शताब्दी की शुरुआत में क्वांटम यांत्रिकी के आगमन से शुरू होता है। हालाँकि, जैसा कि श्रोडिंगर के बिल्ली विचार प्रयोग द्वारा उजागर किया गया है, क्वांटम प्रभाव बड़े पैमाने पर वस्तुओं में आसानी से अवलोकन योग्य नहीं हैं। नतीजतन, गति की क्वांटम अवस्थाएँ केवल विशेष परिस्थितियों में अत्यंत कम तापमान पर देखी गई हैं। मैक्रोस्कोपिक वस्तुओं में क्वांटम प्रभावों की नाजुकता तेजी से क्वांटम विघटन से उत्पन्न हो सकती है। शोधकर्ताओं ने 2009 में पहली क्वांटम मशीन बनाई, और इस उपलब्धि को 2010 में विज्ञान द्वारा "ब्रेकथ्रू ऑफ द ईयर" नाम दिया गया। पहली क्वांटम मशीन 4 अगस्त, 2009 को आरोन डी. ओ 'कोनेल द्वारा कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा में एंड्रयू एन. क्लेलैंड और जॉन एम. मार्टिनिस के निर्देशन में अपनी पीएचडी करते हुए बनाई गई थी। ओ 'कोनेल और उनके सहयोगियों ने एक छोटे स्प्रिंगबोर्ड के समान एक यांत्रिक अनुनादक और एक क्यूबिट, एक उपकरण जो एक ही समय में दो क्वांटम अवस्थाओं के सुपरपोजिशन में हो सकता है, को एक साथ जोड़ा। वे अनुनादक को एक साथ एक छोटी मात्रा और एक बड़ी मात्रा में कंपन करने में सक्षम थे-एक प्रभाव जो शास्त्रीय भौतिकी में असंभव होगा। यांत्रिक अनुनादक नंगी आँखों से देखने के लिए काफी बड़ा था-लगभग मानव बाल की चौड़ाई के रूप में लंबा। यह अभूतपूर्व कार्य बाद में मार्च 2010 में जर्नल नेचर में प्रकाशित हुआ। जर्नल साइंस ने पहली क्वांटम मशीन के निर्माण को 2010 का "ब्रेकथ्रू ऑफ द ईयर" घोषित किया। क्वांटम मैकेनिकल व्यवहार को प्रदर्शित करने के लिए, टीम को पहले मैकेनिकल रेज़ोनेटर को तब तक ठंडा करने की आवश्यकता थी जब तक कि यह अपनी क्वांटम ग्राउंड स्थिति (सबसे कम संभव ऊर्जा वाली स्थिति) में न हो। विशेष रूप से, एक तापमान की आवश्यकता थी, जहां प्लैंक स्थिरांक, अनुनादक की आवृत्ति है और बोल्ट्जमैन स्थिरांक है। शोधकर्ताओं की पिछली टीमों ने इस चरण के साथ संघर्ष किया था, उदाहरण के लिए, 1 मेगाहर्ट्ज अनुनाद के रूप में, 50 माइक्रोन के अत्यंत कम तापमान तक ठंडा करने की आवश्यकता होगी। ओ 'कोनेल की टीम ने एक अलग प्रकार के अनुनादक, एक फिल्म बल्क ध्वनिक अनुनादक का निर्माण किया, जिसमें बहुत अधिक अनुनाद आवृत्ति (6 गीगाहर्ट्ज़) थी, जो इसलिए (अपेक्षाकृत) उच्च तापमान (~ 0.1 के) पर अपनी जमीनी स्थिति तक पहुँच जाएगी; इस तापमान को तब आसानी से एक मंदन रेफ्रिजरेटर के साथ पहुँचा जा सकता था। प्रयोग में, अनुनाद को 25 एम. के. तक ठंडा किया गया था। क्वांटम अवस्था को नियंत्रित करना फिल्म बल्क ध्वनिक अनुनादक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री से बना था, ताकि जैसे-जैसे यह अपने बदलते आकार को दोलन करता है, एक बदलते विद्युत संकेत का निर्माण करता है, और इसके विपरीत एक विद्युत संकेत इसके दोलनों को प्रभावित कर सकता है। इस गुण ने अनुनादक को एक सुपरकंडक्टिंग चरण क्यूबिट के साथ जोड़ा, जो क्वांटम कंप्यूटिंग में उपयोग किया जाने वाला एक उपकरण है जिसकी क्वांटम स्थिति को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। क्वांटम यांत्रिकी में, कंपन प्राथमिक कंपनों से बने होते हैं जिन्हें फोनन कहा जाता है। अनुनादक को उसकी जमीनी स्थिति में ठंडा करने को सभी फोनोन को हटाने के बराबर देखा जा सकता है। टीम तब अलग-अलग फोनोन को क्यूबिट से अनुनादकर्ता में स्थानांतरित करने में सक्षम थी। टीम एक सुपरपोजिशन अवस्था को स्थानांतरित करने में भी सक्षम थी, जहां क्यूबिट एक ही समय में दो अवस्थाओं के सुपरपोजिशन में था, यांत्रिक अनुनाद पर। अमेरिकन एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस के अनुसार, इसका मतलब है कि अनुनाद "शाब्दिक रूप से एक ही समय में थोड़ा और बहुत कंपन करता है।" विघटनकारी बाहरी प्रभावों द्वारा टूटने से पहले कंपन केवल कुछ नैनोसेकंड तक चले। नेचर पेपर में, टीम ने निष्कर्ष निकाला कि "यह प्रदर्शन मजबूत सबूत प्रदान करता है कि क्वांटम यांत्रिकी एक यांत्रिक वस्तु पर लागू होता है जो नग्न आंखों से देखी जा सकती है।" नोट्स संदर्भ बाहरी लिंक आरोन डी. ओ 'कोनेल, दिसंबर 2010, "क्वांटम सीमा में संचालित एक मैक्रोस्कोपिक मैकेनिकल रेज़ोनेटर" (पीएचडी थीसिस) क्वांटम यांत्रिकी 2009 परिचय रेज़ोनेटर