単一原子が量子的な波として広がっていく1920 年代、猫のパラドックスで知られるシュレディンガーは、波動方程式によって粒子が持つ波と粒子の二重性を表現することに成功しました。 新たな研究では単一の原子が波のように振る舞う様子を鮮明な画像として記録することに成功しています。 量子の奇妙な世界では、粒子は特定の場所に固まって「存在する」のではなく、空間のなかで「存在確率が分布する」というあやふやな状態にあることが知られています。 ですがシュレーディンガーの波動方程式を使うと、ある粒子が特定の場所に存在する確率密度を導き出すことが可能になります。 単一原子が量子的な波として広がっていく / Credit:Joris Verstraten et al . In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space . arXiv
量子コンピュータ実用化の課題の1つとして挙がっているのが、配線問題だ。個々の量子ビットは原子の動きを止めるために極低温の冷蔵室で管理されるが、冷蔵室外の制御デバイスからの配線が膨大なものになる。 Intelが開発した49量子ビットのコンピューティングシステムですらかなり大掛かりなもので、研究施設以外に置くのはむつかしいだろう。そのうえ、量子コンピュータが商用利用可能なレベルになるには、少なくとも数百～数千量子ビットが必要とされる。 この配線問題を解決すべく、極低温環境に持ち込める制御デバイスの開発が求められてきた。こうしたなかIntelは、極低温で動作する量子コンピュータ用制御チップを発表した。 ・絶対零度よりもわずかに高い温度で動作オレゴン州で最も寒い地域にちなんで名づけられた「Horse Ridge」は、絶対零度よりもわずかに高い温度、4ケルビンで動作する。 制御デバイスを統合した同チ
ドイツの研究チームが2021年8月に、絶対零度である-273.15℃に非常に近い「38ピコケルビン(1兆分の38度)」まで物質を冷却する実験に成功したと発表しました。この温度は、それまで研究者らが実験室内で作り出したどの低温状態よりも低いことから、研究チームは「宇宙で最も寒い場所の1つ」と呼んでいます。 Phys. Rev. Lett. 127, 100401 (2021) - Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.100401 Physics - 3D Collimation of Matter Waves https://physics.aps.org/articles/v14/119 ZARM: Extremel
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単一原子が「量子的な波」に変化する様子を視覚的に捉えることに成功！ - ナゾロジー
Intelが極低温制御チップを発表！ 量子コンピュータを小型化して実用化を目指す | Techable(テッカブル)
限りなく絶対零度に近い「宇宙で最も寒い場所」が地球上に作られる、実験室内で観測された最低温度を塗り替える新記録