Quantum machine
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರವು ಮಾನವ ನಿರ್ಮಿತ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಸಾಮೂಹಿಕ ಚಲನೆಯು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಥೂಲದರ್ಶಕ ವಸ್ತುಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸಬಹುದು ಎಂಬ ಕಲ್ಪನೆಯು 20ನೇ ಶತಮಾನದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ಆಗಮನಕ್ಕೆ ಹಿಂದಿನದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶ್ರೋಡಿಂಗರ್ನ ಬೆಕ್ಕಿನ ಚಿಂತನೆಯ ಪ್ರಯೋಗವು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸಿದಂತೆ, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಗಮನಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಚಲನೆಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ವಿಶೇಷ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ಥೂಲದರ್ಶಕ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯು ತ್ವರಿತ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಿಕೋಹೆರೆನ್ಸ್ನಿಂದ ಉದ್ಭವಿಸಬಹುದು. ಸಂಶೋಧಕರು 2009 ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸಿದರು, ಮತ್ತು ಈ ಸಾಧನೆಯನ್ನು 2010 ರಲ್ಲಿ ಸೈನ್ಸ್ "ವರ್ಷದ ಪ್ರಗತಿ" ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿತು. ಮೊದಲ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಆಗಸ್ಟ್ 4,2009 ರಂದು ಆರನ್ ಡಿ. ಒ 'ಕಾನ್ನೆಲ್ ಅವರು ತಮ್ಮ ಪಿಎಚ್ಡಿ ಮಾಡುತ್ತಿರುವಾಗ ರಚಿಸಿದರು. ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಸಾಂಟಾ ಬಾರ್ಬರಾದಲ್ಲಿ ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಎನ್. ಕ್ಲೆಲೆಂಡ್ ಮತ್ತು ಜಾನ್ ಎಮ್. ಮಾರ್ಟಿನಿಸ್ ಅವರ ನಿರ್ದೇಶನದಲ್ಲಿ. ಓ 'ಕಾನ್ನೆಲ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಸಣ್ಣ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ಬೋರ್ಡ್ನಂತೆಯೇ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅನುರಣಕವನ್ನು ಮತ್ತು ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸೂಪರ್ಪೋಸಿಷನ್ನಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದಾದ ಸಾಧನವಾದ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸಿದರು. ಅವರು ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಕಂಪಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು-ಇದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಸಾಧ್ಯವಾದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅನುರಣಕವು ಬರಿಗಣ್ಣಿನಿಂದ ನೋಡುವಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿತ್ತು-ಮಾನವನ ಕೂದಲಿನ ಅಗಲದಷ್ಟು ಉದ್ದವಾಗಿತ್ತು. ಈ ಅದ್ಭುತ ಕೃತಿಯನ್ನು ತರುವಾಯ ಮಾರ್ಚ್ 2010 ರಲ್ಲಿ ನೇಚರ್ ಜರ್ನಲ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಯಿತು. ಸೈನ್ಸ್ ನಿಯತಕಾಲಿಕವು ಮೊದಲ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರದ ರಚನೆಯನ್ನು 2010ರ "ಬ್ರೇಕ್ಥ್ರೂ ಆಫ್ ದಿ ಇಯರ್" ಎಂದು ಘೋಷಿಸಿತು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು, ತಂಡವು ಮೊದಲು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅನುರಣಕವನ್ನು ಅದರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ನೆಲದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವವರೆಗೆ (ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಥಿತಿ) ತಂಪಾಗಿಸಬೇಕಾಗಿತ್ತು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ತಾಪಮಾನದ ಅಗತ್ಯವಿತ್ತು, ಅಲ್ಲಿ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವು, ಅನುರಣಕದ ಆವರ್ತನವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಬೋಲ್ಟ್ಜ್ಮನ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವಾಗಿದೆ. ಸಂಶೋಧಕರ ಹಿಂದಿನ ತಂಡಗಳು ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಹೆಣಗಾಡುತ್ತಿದ್ದವು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1 MHz ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು 50 μK ನ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತಂಪಾಗಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಓ 'ಕಾನ್ನೆಲ್ ಅವರ ತಂಡವು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ರೆಸೊನೇಟರ್, ಫಿಲ್ಮ್ ಬಲ್ಕ್ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿತು, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸೊನೆಂಟ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ (6 ಗಿಗಾಹರ್ಟ್ಝ್) ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು (ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ) ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (~ 0.1 ಕೆ) ತನ್ನ ನೆಲದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ; ಈ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಂತರ ಸುಲಭವಾಗಿ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವ ರೆಫ್ರಿಜರೇಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ತಲುಪಬಹುದು. ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು 25 ಎಮ್. ಕೆ. ಗೆ ತಂಪಾಗಿಸಲಾಯಿತು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಫಿಲ್ಮ್ ಬಲ್ಕ್ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅದರ ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಆಕಾರವು ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿತು, ಮತ್ತು ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವು ಅದರ ಆಂದೋಲನಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಹಂತದ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು, ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು ಅದರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ, ಕಂಪನಗಳು ಫೋನಾನ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಂಪನಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ರೆಸೊನೇಟರ್ ಅನ್ನು ಅದರ ನೆಲದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ತಂಪಾಗಿಸುವುದನ್ನು ಎಲ್ಲಾ ಫೋನಾನ್ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದಕ್ಕೆ ಸಮಾನವೆಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ನಂತರ ತಂಡವು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಫೋನಾನ್ಗಳನ್ನು ಕ್ಯೂಬಿಟ್ನಿಂದ ರೆಸೊನೇಟರ್ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸೂಪರ್ಪೋಸಿಷನ್ನಲ್ಲಿದ್ದ ಸೂಪರ್ಪೋಸಿಷನ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ರೆಸೊನೇಟರ್ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ಸಹ ತಂಡವು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಅಮೇರಿಕನ್ ಅಸೋಸಿಯೇಷನ್ ಫಾರ್ ದಿ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್ ಪ್ರಕಾರ, ಇದರರ್ಥ ರೆಸೊನೇಟರ್ "ಅಕ್ಷರಶಃ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಮತ್ತು ಬಹಳಷ್ಟು ಕಂಪಿಸುತ್ತದೆ". ಹೊರಗಿನ ವಿಚ್ಛಿದ್ರಕಾರಕ ಪ್ರಭಾವಗಳಿಂದ ವಿಭಜನೆಯಾಗುವ ಮೊದಲು ಕಂಪನಗಳು ಕೆಲವೇ ನ್ಯಾನೊ ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ಕಾಲ ನಡೆದವು. ನೇಚರ್ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ತಂಡವು "ಬರಿಗಣ್ಣಿನಿಂದ ನೋಡುವಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಈ ಪ್ರದರ್ಶನವು ಬಲವಾದ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ" ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿತು. ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಆರನ್ ಡಿ. ಒ 'ಕಾನ್ನೆಲ್, ಡಿಸೆಂಬರ್ 2010, "ಎ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ರೆಸೊನೇಟರ್ ಆಪರೇಟೆಡ್ ಇನ್ ದಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಲಿಮಿಟ್" (ಪಿಎಚ್ಡಿ ಥೀಸಿಸ್) ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ 2009 ಪರಿಚಯಗಳು ರೆಸೊನೇಟರ್ಗಳು