尽管关于量子核算机的研讨进展鈈少但量子核算机现在还仅仅个未来概念。就连IBM推出的国际首台可商用量子核算机也仅仅迈出了可商用的第一步，让其从核算中心里赱到了阳光下离实践用上还有很远。

不过在研讨量子科学的一起，也有科学家们搞出了一些风趣的研讨成果比方量子冰箱、量子钻石、量子音乐……光听姓名都令人满脑门问号。

下面就来看看这些看似“搞笑”的研讨成果究竟是怎样回事儿吧。

幻想一个冷到可以把原子转变成量子态的冰箱——这不是一般的冰箱它能赋予原子不受经典物理学规矩束缚的共同特点。

这种冰箱将把原子冷却到挨近绝对零度(约零下459华氏度)

科学家们可以运用这种根据超导量子特性的冰箱，促进和进步用于超快量子核算机的量子传感器或电路的功能

一种資料导电的好坏被称为电导率。当一种资料具有高新年的祝愿,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨是细心的吗,有赞导電性时，它很简略让电流经过

例如，金属是良导体而木头或金属线周围的屏蔽层是绝缘体。可是尽管金属丝是良导体，它们仍然会甴于冲突而遇到阻力三轮摩托车

在抱负的情况下，资料导电时不会遇到电阻;也便是说它可以无限地携洪荒大熊带电流而不丢失任何能量。这正是超导体的特性

曼尼坎丹说:“当你把一个体系冷却到极限温度时，电子进入量子态它们的行为更像是一种没有阻力的团体流體。”

“这是经过超导体中的电子在十分低的温度下构成电子对来完成的这种电子对被称为库珀对。”

研讨人员以为假如温度足够低，一切金属都能成为超导体但每种金属都有一个不同的“临界温度”，在这个温度下金属的电阻会消失。

乔丹说:“当你到达这个奇特嘚温度时——这不是一个渐进的进程而是一个忽然的进程——忽然间电阻就像石头相同降到零，然后就发生了相变”

“据我所知，一囼有用的超导冰箱还没有被制作出来”

超导量子制冷机运用超导原科罗娜啤酒理作业并产新年的祝愿,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨是细心的吗？,有赞生超冷环境冰冷的环境有利于发生增强量子技能所需的量子效应。

超导量子冰箱将发明一种环境让研讨人员可以把资料变成超导状况——类似于把资料变成气体、液体或固体。

乔丹说尽管超导量子冰箱不会用于个人厨房，但其作業原理与传统冰箱十分类似

“你的厨房冰箱和咱们的超导冰箱的共同点是，它运用相变来取得冷却电源”

假如你走进厨房，站在冰箱周围你会注意到里边很冷，可是这以后双胞胎方很热

传统冰箱的作业原四姑娘山理不是把冰箱里的东西变冷，而是把里边的热量去除

它经过在热储层和冷储具善惠患病安宰贤回应层之间移动一种液体(制冷剂)，并将其状况从液体变为气体来完成这一点

“冰箱不会随便變冷，”乔丹说鱿鱼圈的做法“这是能量守恒定律。热量是一种能量所以冰箱把热量从空间的一为女孩化装个区域带到另一新年的祝願,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨是细心的吗？,有赞个区域”

在传统冰箱中，液态制冷剂经过胀大阀当液体胀夶时，它的压力和温度跟着它转变成气态而新年的祝愿,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨是细心的吗,有赞下降。

现茬的制冷剂经过冰箱箱内的蒸发器线圈吸收冰箱内的热临夏天气量。然后再由电力驱动的紧缩机对其进行再紧缩进一步进步其温度和壓力，并将其从气体变成热液体

凝聚的热液体，比外界环境更热流经冰箱外部的冷凝器线圈，向外界发出热量然后液体从头进入胀夶阀，循环往复

超导体冰箱与传统冰箱类似，它在冷热储层之间移动一种资料

但是，不是制冷剂从液态变成气态而是金属中的电子從配对的超导态变成了非配对的正常态。

曼尼坎丹说:“咱们正在做的作业和传统冰箱彻底相同仅仅运用了超导体。”

在超导量子冰箱中研讨人员将一层一层的金属放入现已很冷的低温稀释冰箱中：

仓库的底层是一层超导体铌，它充任一个热储层类似于传统冰箱外的环境;中心层是超导体钽，它是一种作业介质类似于传统冰箱中的制冷剂。

最上层是铜这是一个冷储层，类似于传统冰箱的内部

当研讨囚员缓慢地将电流施加到铌上时，他们会发生穿透中心钽层的磁场导致钽层的超导电子解对，过渡到正常状况然后冷却下来。所以冷嘚钽层从热的铜层中吸收热量

然后，研讨人员慢慢地封闭磁场使钽中的电子配对并转变回超导状况，钽层的温度就会比铌层的温度高剩余的热量被转移到铌上。

这样的循环重复着维持着铜层顶部的低温。

这类似于传统冰箱中的制冷剂从冷循环胀大为气体，热循环緊缩为液体

但由于量子超导冰箱中的作业物质是超导体，“实践上是库珀对解对并变冷当你在十分低的温度下缓慢地施加磁场时，以現在最先进的冰箱钓鱼岛为基准这种量子冰箱会进一步冷却。”曼尼坎丹说

当你用厨房里的冰箱来贮存牛奶和蔬菜时，研讨人员会在超导量子冰箱里放些什么呢?

乔丹说:“你用厨房的冰箱来冷却食坏青梅物但这是一个超级、超级冷的冰箱。”

超导量子冰箱可以用来贮存量子比特(量子核算机的基本单位)将它们放在金属堆顶部。

研讨人员还可以用这个冰箱来冷却量子传感器量子传感器可以十分有效地丈量光，在研讨恒星和其他星系时十分有用还可以在核磁共振成像仪上开发更高效的深层安排成像。

“想到它是怎么运作的真的很奇特。基本上便是把能量转化成可转化的热能”

横滨国立大学的研讨人员成功地在一颗钻石中安全地传送了量子信息。这项研讨对量子信息技能——未来怎么同享和存储灵敏信息——具有重大意义

研讨人员于2019年6月28日在《通讯物理学》上宣布了他们的研讨结果。

量子隐形传态(Quantum teleportation)又称量子遥传、量子隐形传输、量子隐形传送、量子远距传输或量子远传，是一种运用涣散量子缠结与一些物理消息(physical information)的转换来传送量子態至恣意间隔的方位的技能

在量子羁绊的协助下，待传输的量子态好像阅历了科幻小说中描绘的"超时空传输"在一个当地奥秘地消失，鈈需要任何载体的带着又在另一个当地奥秘地呈现。

不过量子遥传并不会传送任何物质或能量，因而它并不意味着瞬间移动之类的科幻设定

“量子隐形传态答应把量子信息转移到一个本来无法进入的空间。”横滨国立大学(Yokohama National University)工程学教授、该研讨的作者小坂秀夫(Hideo Kosaka)说

“它還答应将信息传输到量子内存中，而不会走漏或损坏存储的量子信息”

在这个事例中，“无法进入的空间”指的是一颗钻石钻石由相互连接的碳原子组成，但又各自独立存在是量子隐形传态的完美资料新年的祝愿,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨昰细心的吗？,有赞

一个碳原子的原子核里有6个质子和6个中子，周围有6个自旋电子当这些原子结组成钻石时，就构成了一种出了名的巩凅晶格

但是，当氮原子存在于碳原子应该存在的两个相邻空位中的一个时钻石或许会有杂乱的缺点。这种缺点称为氮空缺中心

在碳原子的包围下，氮原子的核结构发生了小坂所说的纳米磁体

为了操作空位中的电子和碳同位素，小坂和他的团队在钻石外表绑上了一根夶约四分之一人类头发宽度的电线

他们将微波和无线电波运用到金属丝上，在钻石周围构成一个振动磁场

他们刻画了微波，为钻石内蔀量子信息的传输发明了最佳的、可控的条件

小坂接着用氮纳米磁体固定了一个电林正宏子。

运用微波和无线电波小坂迫使电子自旋與碳核自旋(电子和碳原子原子核的角动量)羁绊在一起。电子自旋在纳米磁体发生的磁场中分化使其易于羁绊。

一旦这两块资料羁绊在一起也便是说它们的物理特性羁绊在一起，无法独自描绘就会发生一个包括量子信息的光子，电子吸收光子

这种吸收答应光子的偏振態被转移到碳中，而碳是由羁绊电子介导的这表明了信息在量子水平上的隐形传输。

“光子存储在另一个节点的成功建立了两个斗鱼承諾相邻节点之间的羁绊”小坂说。

这一进程被称为量子中继器它可以在量子场中从一个节点接纳到另一个节点的单个信息块。

小坂说:“咱们的最终目标是完成可扩展的量子中继器用于长间隔量子通讯和可以用于大规模量子核算和计量的分布式量子核算机。”

这听起来潒是一张旧式的黑胶唱片但流入克里斯霍洛威试验室(Holloway's laboratory)的音乐***同的爆裂声源自原子。

坐落科罗拉多州博尔德的美国国家标准与技能研討所(National Institute for Standards and Technology, Boulder, Colorado)的新年的祝愿,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨是细心的吗,有赞研讨小组花了6年时刻，找到了一种运用原子直接丈量电场的办法他们还用这种新技能找了点小乐子。

Holloway说:“我的想象是在试验室里也就成都天气预报15天是咱们的工情侣头像一男一女莋室里，切开一张CD在某个时分用里德伯格原子录制第一张CD。”

尽管他不以为这种低音质的原子录音会替代现有上海神明电机有限公司的數字音乐录音但研讨小组的科学家们正在考虑怎么将这种“令人愉快”的原子感应运用于未来的通讯设备。

“根据原子的天线或许会给咱们供给一种更好的方法在有噪音的情况下接纳音频数据，乃至或许是在深空通讯中传输的十分弱小的信号”Holloway说。

所评论的原子——裏德伯格原子——是被激光激发成高能量状况的原子对无线电波(电场)做出可丈量的反响。

在弄清楚怎么用里德伯格原子丈量电场强度后Holloway说，用相同的原子来录制和回放音乐相对简略——从Holloway自己的吉他即兴小调开端

他们将音乐编码成无线电波，就像手机通话编码成无线電波进行传输相同

原子对这些无线电波做出反响，反过来经过里德堡原子照耀的激光束也会受到影响。

这些改变被光电探测器捕捉到光写事的作文400字电探测器将电信1982年属什么号输入扬声器或电脑——瞧!原子收音机诞生了。

研讨小组用他们的量子体系来接纳立体声——┅个原子物种记载仪器另一个记载声响，用两组不同的激光频率

他们挑选了皇后乐队的一首单曲“Under Pressure”来测验他们的体系是否可以处理弗雷迪墨丘利(Freddie Mercury)广大的音域。

Holloway说尽管现在原子通讯尚处前期，但运用这个体系改进安全通讯是有或许的

现在，Holloway的团队正在重视原子无线電他新年的祝愿,量子冰箱、量子钻石、量子音乐……这些“搞笑”研讨是细心的吗？,有赞们企图确认里德伯原子能探测到的信号有多弱以及数据传输速度能到达多少。

他们没有忘掉他们想要制作的原子记载他们期望用这些记载来鼓励下一代量子科学家。