Kvantti-Zenon-ilmiö
Kvantti-Zenon-efekti tai kvantti-Zenon-ilmiö on kvanttimekaanisten systeemien ominaisuus, jossa systeemin tilan aikakehitys hidastuu tai pysähtyy, kun se on riittävän tiheässä vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa.[1][2]
Ilmiötä on joskus tulkittu seuraavasti: ”Systeemi ei voi muuttua, kun sitä tarkkaillaan.”[3] Toistuvilla mittauksilla järjestelmä voidaan ”jäädyttää” sen tunnetuun alkutilaan.
Termin merkitys on sittemmin laajentunut. Kvantti-Zenon-efekti syntyy, kun kvanttisysteemi on riittävän tiheässä vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa. Tämä voi tapahtua hallitusti (esimerkiksi toistuvien mittausten tai ulkoisten pulssisarjojen avulla) tai spontaanisti (esimerkiksi ympäristön kohinan ja dekoherenssin vaikutuksesta). Fysikaalisesti kyse on aina samasta periaatteesta: vuorovaikutus häiritsee systeemin vapaata kehitystä ja estää sen siirtymisen muihin tiloihin.[4]
Kvantti-Zenon-ilmiön tutkimuksen myötä on havaittu, että myös riittävän voimakkailla ja nopeilla pulssisarjoilla voidaan irrottaa järjestelmä sen dekoherenssiympäristöstään.[5]
Käytännön sovelluksena kvantti-Zenon-ilmiölle on muun muassa kvanttivirheenkorjaus. Kvantti-Zenon-efektillä voidaan tarvittaessa hidastaa kubittien tilojen dekoherenssia.[6]
Katso myös
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- Zenonin paradoksit
- Kontrafaktuaalinen kvanttilaskenta
- Uncomputation (englanniksi), asiayhteys: kvanttilaskennassa käytetty tekniikka, jolla väliaikaiset laskutoimitukset puretaan.
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Sudarshan, E. C. G.; Misra, B.: The Zeno's paradox in quantum theory. Journal of Mathematical Physics, 1977, 18. vsk, nro 4, s. 756–763. AIP Publishing. OSTI 7342282 doi:10.1063/1.523304 Bibcode:1977JMP....18..756M Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
- ↑ Ali, Joonis: Kvantti-Zenon-efekti. (lainaus s.1: ”Vuonna 1977 Misra ja Sudarshan esittivät artikkelissaan […], jota he kutsuvat kvantti-Zenon paradoksiksi. He totesivat, että jonkin kvanttitilan tiheä mittaaminen hidastaa systeemin aikakehitystä ja jatkuva mittaus pysäyttäisi sen kokonaan.”) Kandidaatintutkielma, 2018. Tampereen teknillinen yliopisto. Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 7.12.2023.
- ↑ Steele, Bill: 'Zeno effect' verified—atoms won't move while you watch Cornellin yliopisto. 23.10.2015. Phys.org / Science X Network. Arkistoitu 25.9.2018. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
- ↑ Nakanishi, T.; Yamane, K.; Kitano, M.: Absorption-free optical control of spin systems: the quantum Zeno effect in optical pumping. Physical Review A, 2001, 65. vsk, nro 1, s. 013404. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.65.013404 Bibcode:2001PhRvA..65a3404N arXiv:quant-ph/0103034 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
- ↑ Facchi, P.; Lidar, D. A.; Pascazio, S.: Unification of dynamical decoupling and the quantum Zeno effect. Physical Review A, 2004, 69. vsk, nro 3, s. 032314. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.69.032314 Bibcode:2004PhRvA..69c2314F arXiv:quant-ph/0303132 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
- ↑ Franson, J.; Jacobs, B.; Pittman, T.: Quantum computing using single photons and the Zeno effect. Physical Review A, 2006, 70. vsk, nro 6, s. 062302. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.70.062302 Bibcode:2004PhRvA..70f2302F arXiv:quant-ph/0408097 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
| Yleiset | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kvanttiviestintä | |||||||||
| Kvanttialgoritmit | |||||||||
| Kvanttilaskennan monimutkaisuusteoria | |||||||||
| Kvanttilaskennan mallit | |||||||||
| Kvanttisuorittimien suorituskykyindikaattorit | Kvanttitilavuus | ||||||||
| Dekoherenssin ennaltaehkäisy | Kvanttivirheenkorjaus | ||||||||
| Fyysiset toteutustavat |
|