我们的环境控制方面最进步如何。控制量子系统可能会导致一种新型计算机。和控制声子将几乎任何地方…
扩展量子斜坡
像任何任务,有简单的和困难的方法来控制原子和分子量子系统,这是由定制的辐射场。更有效的方法来控制量子系统可以帮助科学家意识到下一代的技术通过利用原子和分子,创造小但非常强大的设备,如分子电子或量子计算机。
当然,控制量子系统是一样的声音,而且需要科学家发现理想的辐射场,导致所需的响应的系统。科学家们知道,达到量子涅槃状态可以是一个漫长和昂贵的艰难,但是普林斯顿大学研究人员发现,这个过程可能比此前认为的更加简单。
研究人员报告,量子控制“风景”——系统从最初的反应场的路径最终所需的领域——似乎出人意料地简单。虽然堆积如山的一项任务,找到一个好的控制辐射场是非常喜欢爬山,和科学家只需要选择正确的路径。像一个徒步旅行者,科学家可以困难,曲折的道路,需要频繁的停止评估接下来这一步。或者,正如普林斯顿大学的研究人员所显示的,他们可以选择直小道直接削减峰会。
(图片由阿伦Nanduri)
研究人员观察到这些快速跟踪所需的控制域存在,和分布格局。他们提供了一个算法,科学家们可以使用它来确定直线的起点为他们想要的量子场。
近的存在直接路径达到最好的量子控制令人惊讶,因为风景被假定为蛇形,Arun Nanduri解释说,世卫组织正在实验室的赫歇尔Rabitz,普林斯顿大学的查尔斯·菲尔普斯史密斯16 * 17的化学教授。
“我们发现,不仅可以总是爬到顶端,但是你可以爬在一个简单的路径,”Nanduri说。说:“如果我们能持续识别这些路径所在地,科学家可以有效地爬上景观。四处寻找下一个好的一步一个未知的路径需要巨大的努力。然而,开始沿着一条直线路径需要你环顾四周,你可以保持闭着眼睛向前走,。”
后更直的道路可能是一个更有效的方式实现控制的原子和分子的一系列应用,包括操纵的化学反应和操作量子计算机,Nanduri说。更多的科学激情的源泉,量子计算机将使用“量子”可以纠缠可能给他们巨大的存储和计算能力远远超过今天的数字计算机的功能。
“我们不知道我们的发现将直接导致未来量子设备,但这一发现应该刺激新的研究,“Nanduri说。“如果直接路径可以经常发现良好的量子控制解决方案,这将是了不起的。”
如果这听起来很有趣可以是声子
声子,光子或电子等实体粒子像电波传播,代表了机械振动。每天声子传输声音和热量。最近的进展声子导致了新思想的发展和设备使用声子属性来控制声音和热量。
一个应用程序,科学家嗡嗡作响的可能性控制声波通过设计和制造隐身壳指导声波在一个特定的对象,整个建筑,也许——所以,无论在壳牌是无形的声波。
马丁Maldovan,乔治亚理工学院的。(信贷:罗伯感觉)
声子的未来可能性也可能解决当今能源消耗和建筑的最大挑战。理解和控制材料的声子特性可能导致热绝缘建筑新技术,降低环境噪声,将余热转换为电能和开发地震保护,通过开发新材料来处理声音和热量。理论上这些想法都是可能的,但要使其成为现实,声子会激发相同级别的科学创新电子,和今天的情况并非如此。
因为“人们知道电子计算机,因为手机电磁波,但与其说是声子,”马丁Maldovan说,科学家在化学和生物分子工程学院乔治亚理工学院。
技术,如声波和热二极管,光机位晶体,声学和热隐身、超音速声子晶体,热电技术和thermocrystals,“在声子预示着未来的技术革命,”他说。所有这些领域都有着一个共同的主题:操纵机械振动,但在不同的频率。
最炙手可热的字段结构声子,Maldovan说,声和热超材料的发展。这些材料是隐身声波和热流动的能力。声子的隐身方法是基于电磁隐身材料,已经使用了光。
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