【速報】東大、量子トンネル効果を平均95%以上の高確率で実現できることを証明www

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【速報】東大、量子トンネル効果を平均95%以上の高確率で実現できることを証明www

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1: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:12:06.28 ID:nenzqAmJ0
東京大学(東大)は5月29日、量子制御の基本モデルとして知られる、量子二準位系における障壁の制御速度と量子トンネル確率を結びつける「ランダウ・ツェナー(LZ)モデル」に、幾何学的な“ねじれ”効果を取り入れた新しい「ねじれランダウ・ツェナー(TLZ)モデル」を実証することに成功したことを発表した。

また、精密にプログラムしたマイクロ波パルスによってダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心の電子スピンを制御することでTLZモデルを固体中で実現し、平均95.5%という高確率で量子トンネル効果を実現できると証明したことも併せて発表した。

マクロの世界では、たとえばボールを壁に向かって投げても、通り抜けてしまうようなことは起きない。しかし量子力学の世界では、物体は一定の確率で障壁を通り抜けることが可能で、それは「量子トンネル効果」と呼ばれる。この障壁の高さを時間的に変化させた時に、量子トンネル効果の確率がどのようになるのかという問題を扱うために提案されたのがLZモデルだ。

同モデルでは、もともとの障壁の高さが大きければ大きいほど、障壁を変化させる速度がゆっくりであればあるほど、物体(量子状態)の量子トンネル確率が指数関数的に小さくなる。つまり、量子状態を思い通りに制御したい場合、意図しない状態へ量子トンネルしないように、障壁の高さ(駆動場)をゆっくりと変化させることが必要となるという。これは「断熱制御」と呼ばれ、現在の量子コンピュータでも必須となる考え方だ。

そして、LZモデルを拡張することによって、量子トンネル確率を幾何学的に調整できることを示したのがTLZモデルである。さらに最近になって、量子物質の性質を制御する手法として同モデルが理論的に再検討され、ねじれ効果、つまり駆動場を時間に対して放物線的に変化させる幾何学的効果を取り入れた改良モデルが提案された。

この新しいTLZモデルでは、幾何学的効果のため、あたかも障壁の高さが変化したような状況が起こる。その結果、量子トンネル確率が駆動場の向きに依存することが予言された。さらには、駆動場の速度を調整することによって、量子トンネル確率が100%という完全トンネルを実現できることも予言されたのである。

そこで研究チームは今回、ダイヤモンド中の単一のNV中心の電子スピンを量子二準位系として利用し、この幾何学的効果の実証に成功したとしている。

研究チームは、マイクロ波パルスを調整することによって駆動場における幾何学的効果を制御し、量子トンネル確率を精密に測定。その結果、予言されていた駆動場の向きに依存する量子トンネル確率を実験によって検出することができたとする。制御する方向によって量子トンネル確率の振る舞い方が異なることは、これまでのLZモデルでは生じえない新しい現象だとする。

また、駆動場の速度やねじれによって量子トンネル確率を自在に制御できることも明らかにされた。特に、さまざまな駆動場において完全トンネルを詳しく調べ、平均95.5%という高い確率で量子トンネル効果が実現された。

通常、量子的な状態は確率的な振る舞いをするため、思い通りに制御することは困難だが、工夫次第で100%に近い確率で状態を制御できるという事実は重要だという。さらに今回の実験を通して、理論で調べられていた範囲よりもずっと広い条件で、幾何学的効果が大きな役割を果たすことも確認された。

研究チームは今回の研究成果について、さまざまなエネルギースケールの量子系で普遍的に生じるダイナミクスの理解やその制御方法を提示し、量子コンピュータ、固体中のキャリア制御、核磁気共鳴など、量子制御分野の今後の研究に幅広く貢献する可能性があるとしている。

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引用元: ・https://nova.5ch.net/test/read.cgi/livegalileo/1685639526/

閲覧注意!激ヤバ!本当に怖い話




6: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:13:20.14 ID:B8UR26bFa
あー、ツェナーね。まっ、ようやくそこまでは来てくれたってとこかナw



9: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:13:56.25 ID:rwxBVbaY0
障壁をすり抜けるとかありえんやろ



10: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:14:21.35 ID:u9ng93qR0
幾何学、なるようにしかならない



11: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:14:27.06 ID:qzqxfPb1M
なるほどな俺も実現できると思ってたは



12: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:15:04.51 ID:lO4kMCt0d
ほーん
つまりそういうことね
理解したわ



14: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:15:32.92 ID:s/Ieg++w0
こんな長い文章読めない😡



16: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:16:04.72 ID:zlwEsar20
あーそういうことね



17: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:16:06.04 ID:xuwcNdqs0
長いから読めんけどエラー5%って使い物にならんレベルやろ



19: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:16:28.47 ID:6l17O1aS0
ふ〜ん、やるじゃん



20: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:16:37.96 ID:bxyYIden0
今まで実現できんかったん?



21: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:16:55.43 ID:CNZQBhV40
あーなるほど直接遷移ね
やりますねぇ



22: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:17:15.03 ID:vtVjzWaZ0
なるほどね完璧に理解したわ



23: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:17:27.24 ID:0xRPM8vKp
あ〜はいはいワイも前から思ってたんだよねぇねじれがいいんじゃないかってね〜



24: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:17:39.40 ID:/ZEaQNb20
俺もトンネル通る時いつもこれ考えてたわ



26: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:18:15.27 ID:p6kS3xgmM
確率に左右される現象なら外から力を加えて確率そのものをいじってしまえってことやろ



27: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:18:45.83 ID:0RVWpO4Ip
あれか ワイもちょうど昨日宿題でやったわ



28: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:19:21.08 ID:oEo2yRBB0
電気系だけど量子は普通に勉強したから理解出来て草



30: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:20:17.18 ID:ub2J27Ze0
あーこれねこれ
自由研究でやったわ



31: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:20:47.97 ID:x29XFIayd
で、何が出来るようになるん?



32: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:21:49.92 ID:lny6z4XO0
理解出来るセンテンスがひとつもないよ





33: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:24:22.28 ID:RftpG4X/a
量子のランダム性を制御する技術の精度が飛躍的に上がりましたよーってことで合ってる?



40: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:26:45.64 ID:MdCzR5U/0
ワイ大学生1年だがあと3年でこういうこと考えられるようになる気がしない
少なくとも昔の偉人は越えなくちゃいけないんでしょ
じゃなかったらワイはなんのために大学通ってるんや



42: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:27:01.97 ID:HycqrpmJ0
なるほど!分からん!



43: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:27:28.23 ID:WFlFxf5i0
あー小学校の理科の授業で全クリしたわ



44: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:27:35.82 ID:Vh3ZYWTO0
ワイが唱えてた説にようやく追いついたようだな



45: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:27:44.43 ID:XGXoV9lI0
トンネル効果が起こってしまうことを防ぐ制御ができるようにしたってこと?



48: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:28:39.06 ID:eTqd5jTc0
まさか出来るとは思わんかったわ
まさかやね



53: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:31:12.36 ID:7nP+/HOK0
インターステラーが現実になるんか?



54: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:31:36.46 ID:zlwEsar20
研究してる方はともかく書いてる方もちゃんと理解して書いてるんやろか



56: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:33:16.09 ID:RftpG4X/a
>>54
読んでて「わかりやすく伝えようと苦心したんだろうなー」って思ったから理解してると思う
なお読み手は理解できないもよう



55: 以下、ニュー速クオリティでお送りします 2023/06/02(金) 02:33:07.99 ID:U4PCuzGQp
何言ってるか分からん







  


この記事へのコメント

1.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 12:37

わい文系言ってる意味がさっぱりわからんw
やっぱり幾ら東大出ても分野違うと無理だな

2.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:00

( 'ω' )?

3.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:06

よくわからんけどいつかこれが生活に役に立つレベルに発展するんだよね。がんばれ東大

4.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:07

要は操作できるか不明な確率を操作できるかもっていう話か

5.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:11

量子トンネルの発生確率を操作するというわけかね
数式はわからんが、目指すしてるとこはそんなところかね?

6.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:18

ははーんなるほどね
難しい事が書いてある事が分かった

7.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:22

>>3
まあ量子コンピューター本格的に実用できるからな。そりゃあ生活変わるわ。

8.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:22

>>5
正解

9.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:23

これは記事を書いた奴が馬鹿だな
ほんとに頭いい記者なら俺にもわかるように書けるはず

10.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:24

全然わかんないけど日本すごい

11.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:24

「長いから読めない」って書き込んでる奴多すぎてビビるわ。本とか読んだことないんだろうな。

12.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:27

全然わからないけど、
二重スリット実験は興味ある。

13.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:27

小さな世界では事実を選べようになるってこと?

14.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:28

出来ると思わないと出来ない

15.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:28

>>14
つまり望んでいない

16.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:29

引ったくりに会っても忘れるってこと

17.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:33

一回駄目なら駄目ってこと

18.  Posted by  名無しオムライス   投稿日:2023年06月02日 13:35

>>1
わかったら天才だから
たまにどっちにも長けたやつ見かけるがガチ天才だと思う

19.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:42

>>18
あれは人に非ずだからな
頭おかしいよなw

20.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:49

これね。ケチャップかけると一口でいけちゃうよね

21.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 13:50

なるほどね、マイクロ波で駆動場を操作していくと電子スピンが駆動場の向きから外れてくるわけだ。んで、最も外れが大きくなった場合にトンネル効果の確率が高くなるのか。この駆動場とスピンのズレを考慮したモデルだと、既存のモデルよりも高い確率でトンネル効果を再現できるってことか。すごいな。

22.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 13:52

よく解らんけど無敵の盾ごしに撃てる電子銃が作れるって事やろ?

23.  Posted by     投稿日:2023年06月02日 13:57

���Υ����ȤϺ���ޤ�����

24.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 14:27

一方、法学部はChatGPTで裁判ごっこをしていた

25.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 14:31

シュタゲで出てきたやつ?

26.  Posted by  名無し   投稿日:2023年06月02日 14:34

ネットの大先生はトンネル効果はオカルトで信じてる人は精神疾患か脳の病気だから病院行けとか言ってたのに

27.  Posted by  名無しクオリティ   投稿日:2023年06月02日 16:27

量子トンネルの確率はポテンシャルの壁の高さに依存するけど
それを時間的に変化させたときに確率はどうなるかを与える理論モデルがあって、それを実験的に検証したということか。
大変っちゃ大変そうな研究だけど、しょせんはおもちゃのモデルだし、めちゃくちゃ価値あるかといわれるとわかりませんね

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