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標題: 科學家利用量子電腦探測暗物質 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-12-11 08:20 AM 標題: 科學家利用量子電腦探測暗物質

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　　目前所有技術都還無法直接找到暗物質﹐不過美國科學家最近找到一種利用量子電腦檢測暗物質的新方法﹐嘗試以Q位元檢測強磁場下暗物質產生的單個光子。
　　在古典系統中﹐一個位元在同一時間只有0或1(僅存在1種狀態)使電腦執行某些功能和任務﹔但Q位元(qubit﹐即量子位元)可以同時是1和0(2種狀態同時存在)直到它們被讀取﹐這種效果叫量子疊加﹐也是量子電腦計算獨有特性﹐使後者能高效執行傳統電腦需花費大量時間才能完成的複雜計算。絕大部份量子位元都需要極低溫來降低環境中的雜訊干擾﹐即使是最輕微干擾也會導致量子電腦內的程序中斷。而費米國家加速器實驗室科學家Aaron Chou突然意識到﹐無論量子電腦還是暗物質探測器﹐兩者都需要嚴密防護﹐如果人們正在製造量子電腦﹐為什麼不能將它們視為另一類暗物質探測器？
　　換句話說﹐量子電腦可以提供一種檢測暗物質的方法。當暗物質粒子穿過強磁場時可能產生光子﹐研究人員可以用鋁光子腔內的超導量子位元測量這些光子﹐由於量子位不受外部干擾﹐因此當科學家檢測到光子受干擾(就像你沒有添加訊息﹑但訊息不知何故出現)時﹐可以推斷可能為暗物質飛過的結果。
　　Aaron Chou團隊的方法能夠對同一光子進行多次測量﹐確保干擾不是由僥倖結果引發﹔團隊也計劃開發暗物質探測實驗並改進設備設計﹐首先是將裝有單一頻率光子的設備變成無線電接收器﹐藉由改變光子腔尺寸﹐能夠感知暗物質產生的不同波長光子﹐此外研究人員也在開發由不同材料製成的光子腔﹐比如藍寶石空腔。

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