Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe de kat van Schrödinger betere qubits maakt

De kat van Schrödinger is een hypothetisch experiment dat een paradoxale toestand van kwantumsuperpositie aantoont. In het experiment wordt een kat samen met een radioactief atoom in een afgesloten doos geplaatst. Als het atoom vervalt, zal het een mechanisme activeren dat de kat zal doden. Totdat de doos echter wordt geopend, wordt de kat tegelijkertijd als levend en dood beschouwd.

Hoewel de kat van Schrödinger een fascinerend gedachte-experiment is, heeft hij ook toepassingen in de echte wereld op het gebied van kwantumcomputers.

*Qubits zijn de basiseenheid van kwantuminformatie en kunnen worden gebruikt om berekeningen uit te voeren die onmogelijk zijn voor klassieke computers.*

Eén manier om qubits te maken is door gebruik te maken van de superpositie van toestanden. Een qubit kan bijvoorbeeld worden weergegeven door een enkel elektron dat met de klok mee of tegen de klok in draait. In dit geval zou het elektron zich in een superpositie van toestanden bevinden en zou het tegelijkertijd met de klok mee en tegen de klok in draaien.

Deze superpositie van toestanden maakt qubits zo krachtig. Hiermee kunnen ze berekeningen uitvoeren die onmogelijk zijn voor klassieke computers.

* Een kwantumcomputer zou bijvoorbeeld een groot getal in polynomiale tijd kunnen ontbinden, terwijl een klassieke computer exponentiële tijd zou gebruiken. *

De kat van Schrödinger biedt een manier om de superpositie van toestanden en de mogelijke toepassingen ervan op het gebied van kwantumcomputers te begrijpen.

- Hier zijn enkele specifieke manieren waarop de kat van Schrödinger betere qubits maakt:

Verhoogde coherentietijd: De coherentietijd van een qubit is de hoeveelheid tijd dat deze zijn superpositie van toestanden kan behouden. Dit is belangrijk omdat qubits die snel decohereren niet bruikbaar zijn voor quantum computing. De kat van Schrödinger biedt een manier om de coherentietijd van qubits te vergroten door ze van de omgeving te isoleren.

Gereduceerd geluid: Ruis is een andere factor die qubits kan decohereren. De kat van Schrödinger biedt een manier om ruis te verminderen door de qubits te isoleren van externe ruisbronnen.

Verbeterde foutcorrectie: Kwantumfoutcorrectie is een techniek die kan worden gebruikt om fouten te corrigeren die optreden tijdens kwantumberekeningen. De kat van Schrödinger biedt een manier om de efficiëntie van kwantumfoutcorrectie te verbeteren door het gebruik van krachtigere foutcorrectiecodes mogelijk te maken.

Over het algemeen is de kat van Schrödinger een waardevol hulpmiddel voor het begrijpen en verbeteren van qubits. Het heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen op het gebied van kwantumcomputers en nieuwe mogelijkheden te openen voor wetenschappelijk onderzoek en technologische ontwikkeling.