นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอเนีย ซานต้า บาร์บาล่า ได้ไปถึงจุดที่นักวิจัยเรียกว่า หลักกิโลในการทดลองด้านกลศาสตร์ควอนตัม

จากงานวิจัยที่ตีพิมพ์ลงวารสาร Nature นักวิจัยได้แสดงวิธีใช้วงจรไฟฟ้าตัวเหนี่ยวนำยิ่งยวดที่รู้จักในชื่อ Josephson phase qubit ที่ถูกพัฒนาในห้องทดลองมาร์ตินิส มาควบคุมการปั๊มโฟตอนของไมโครเวฟ เข้าไปใน superconducting microwave resonator ที่ละหนึ่งตัว

ระยะดังกล่าวคนที่เคยเรียนฟิสิกสืมาจะได้เรียนในวิชา กลศาสตร์ควอนตัมเบื้องต้น แต่ยังไม่มีใครที่สามารถควบคุมการเกิดขึ้นของระยะนี้ได้มาก่อน ด้วยการใช้เทคนิคที่เหมือนกัน นักวิจัยสร้างสภาพแบบพิเศษแบบอื่นที่แตกต่างกันออกไป ที่รู้จักในชื่อ สภาพ coherent ในเครื่อง superconducting resonator สภาพดังกล่าวมีความง่ายที่จะก่อให้เกิดขึ้น และจะมีความไม่เป็นรูปแบบกลศาสตร์ควอนตัมอย่างสมบูรณ์ แต่ด้วยการใช้เทคนิคการวิเคราะห์แบบเดียวกัน นักวิจัยสามารถแสดงพฤติกรรมของกลศาสตร์ควอนตัมที่คาดการณ์ไว้ได้

เครื่อง resonator เป็นการสร้่างความสมดุลไฟฟ้าของลูกตุ้ม ในกลศาสตร์ควอนตัม พลังงานหรือระยะทางของการแกว่ง (amplitude) ของลูกตุ้ม จะมีขั้นตอนที่จำกัด นักวิจัยได้ใช้ความระมัดระวังในการเตรียมเครื่อง resonator ในขั้นควอนตัมนี้ และแสดงให้เห็นว่าสามารถควบคุมและวัดควอนตัมได้ได้ เมื่อให้ลูกตุ้มแกว่งโดยตรง วิธีที่เกิดการแกว่งสามารถให้ค่าใด ๆ ก็ได้และไม่มีขอบเขตที่จำกัดในระบบควอนตัม แต่เมื่อดูที่ resonator กับ qubit จะพบว่าการแกว่งนั้นมีขั้นตอนของมัน แต่ resonator สามารถให้ค่าต่าง ๆ ได้ในระยะเวลาเดียวกัน ทำให้เกิดการเฉลี่ยของค่าที่ทำให้เกิดสภาพควอนตัมที่ไม่จำกัดขึ้นมา

ด้วยการใช้เวลาหลายเดือนในห้องปลอดเชื้อเพื่อผลิตวัสดุที่จะมาใช้ในการทดลอง นักวิจัยได้สร้าง resonator ที่เมื่อกระตุ้นแลัว จะเกิดการแกว่งเป็นเวลานานมาก ตัวอย่างแรกที่นักวิจัยสร้างมาคือ สร้างการหยุดการสั่นที่รวดเร็ว และกำลังจัดการวิธีการผลิตเพื่อให้ได้ resonator ที่สั่นได้นานขึ้น

นักวิจัยปรับค่าอย่างละเอียดในเครื่องใช้ไฟฟ้าไมโครเวฟที่สร้างโดยนักวิจัยที่มาร์ตินิส เพื่อให้เปล่งสัญญาณที่คมชัดที่ต้องการเพื่อให้เกิดผลของการกระตุ้น ซึ่งนักวิจัยหวังว่าผลงานที่คิดได้จะสามารถนำไปใช้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งการสั่นแบบ Harmonic จะทำให้เข้าสู่การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้เร็วขึ้น

ที่มา - physorg.com

เอกสารอ้างอิง - Nature.com