적어도 양자 역학에 따라 원자를 방해하지 않고 측정 할 수 없습니다. 이 효과는 귀찮은 것처럼 보일 수 있지만, 자동차 엔진보다 훨씬 큰 100% 효율로 작동 할 수있는 작은 엔진에 전원을 공급할 수 있다고 한 쌍의 물리학 자들은보고합니다. 현재 "측정 엔진"은 순전히 가설이지만 물리학 자들은 실제로 하나를 만드는 것이 가능할 것이라고 말합니다.
.프랑스 몬트본 노트-사인 마틴의 AI 회사 인 Probayes의 물리학자인 David Herrera Martí는 양자 컴퓨팅에 투자하는“아주 좋은 생각입니다. "당신은 레이저와 매우 효율적으로 구동되는 작은 분자 기계의 떼를 상상할 수 있습니다."
.엔진은 자동차를 도로 아래로 밀어내는 것과 같은 에너지를 유용한 작업으로 전환하기 위해 움직이는주기를 반복하는 기계입니다. 대부분의 엔진은 자동차 엔진, 폭발 연료로 생산되는 뜨거운 가스 인 "뜨거운 목욕"에서 열 에너지를 섭취합니다. 계속 질식하려면 엔진이 원래 구성으로 반복적으로 복귀하고 프로세스에서 자동차, 환경에 대해 "차가운 목욕"으로 약간의 열을 잃어야합니다. 불가피한 에너지 낭비는 열역학의 제 2 법칙에 의해 요구되면 열 엔진의 효율을 욕의 온도에 의해 설정된 수준 아래로 심각하게 제한합니다. 전형적인 자동차는 가솔린의 에너지의 약 25%를 움직입니다.
그러나 매우 작은 양자 영역에서 엔진은 다른 에너지 공급원 (작은 입자의 위치를 측정하는 데 필요한 에너지)을 공급할 수 있으며 뉴욕의 로체스터 대학교의 Cyril Elouard와 Andrew Jordan을 말합니다. 두 사람은 예를 들어, 그 위치를 반복해서 측정하려고 노력함으로써 중력의 당김에 대비하여 입자를 올릴 수있는 계획을 고안했다.
.엘리베이터의 바닥에 앉아 볼링 공이 상상해보십시오. 당신이 그것을 몇 번이나 보더라도 그 위치는 확실하게 남아있을 것입니다. 그러나 볼링 볼을 작은 움직일 수있는 플랫폼의 단일 중성자로 줄이면 양자 역학이 그림을 크게 바꿉니다. 중성자가 너무 작기 때문에 더 이상 위치를 정확하게 예측할 수 없습니다. 대신, 중성자는 다른 장소에서 찾을 확률을 부여하는 확산 양자파에 의해 설명되어야합니다. 양자 파는 플랫폼 위의 구름이 가리키는 구름과 비슷하며 중성자가 가능성이 높고 얇은 플랫폼 근처에서 조밀합니다. 중성자의 위치가 알려 지도록 측정이 일어나기 전까지는 아닙니다.
양자 측정의 특성을 활용하면서 Elouard와 Jordan은 중성자가 플랫폼 위의 정해진 거리 내에서 또는 더 멀리 떨어져 있는지 여부를 측정하는 것을 구상합니다. 중성자가 닫기 영역 내부에 있으면 플랫폼을 내버려 둡니다. 중성자가 그 가까운 구역 외부에 있으면 동일한 설정 거리로 플랫폼을 올라가서 중성자가 중성자를 잡아 당기기 전에 본질적으로 중성자를 잡아 당깁니다. 이 과정을 반복하면 중성자가 중성자에 대한 중성자를 점차적으로 해제한다고 연구원들은 물리 검토 편지 에 발표 된 연구에서보고합니다. . 흥미롭게도 플랫폼 자체는 결코 중성자를 올리는 힘을 가하지 않습니다. 대신, 중성자를 들어 올리는 에너지는 측정 자체에서 나옵니다.
그러나 캐치가 있습니다. 측정은 또한 중성자의 양자 파를 변화시킵니다. 중성자가 플랫폼에 가깝지 않은지를 측정하는 것은 원래 파의 절반을 제거합니다. 해킹 톱 수정에는 많은 에너지가 필요합니다. 또한 다음 엔진주기를 준비하기 위해이 들쭉날쭉 한 파도는 원래의 매끄러운 모양으로 다시 "휴식"해야하므로 주변에 흡수 된 대부분의 에너지를 잃어야합니다. 이 두 효과는 엔진의 효율성을 망칩니다.
이러한 손실을 피하기 위해 Elouard와 Jordan은 최종 주요 성분을 사용합니다. 그들은 "out"의 정의가 동일하게 유지되도록 측정을 바꾸는 것을 상상합니다. 중성자는 플랫폼에서 고정 거리를 넘어선 것입니다. 그러나 "in"의 정의는 모호합니다. 그것은 입자가 표면에서 훨씬 더 먼 거리에 있음을 의미합니다. 중성자가 두 경계 사이에 모호하게 앉으면 양자 측정은 "out"또는 "in"을 무작위로 산출합니다.
.이상하게도, 덜 확실한 측정은 큰 보너스를 제공합니다. 일을 바로 조정하고, 측정이 "In"이라고 말할 때, 그것은 중성자의 양자 파를 거의 변하지 않았습니다. 그것이 "out"이라고 말하면, 측정은 중성자를 원래 파와 거의 동일하게 파의 중성자를 떠나지 만 위쪽으로 이동했습니다. 결정적으로,이 두 개의 겹치는 파도는 원래 파도와 매우 흡사하여 결과에 관계없이 이완에서 에너지가 거의 없어지고 중성자는 다음주기를 시작할 준비가되어 있습니다. Herrera Martí는“이것은 가장 영리한 부분입니다
Elouard와 Jordan은 엔진이 최대 99.8%의 효율로 작동 할 수 있다고 계산합니다. 요르단은 이러한 엔진을 구축 할 수 있다고 말했다. "당신은 그것으로 기관차를 실행하지 않을 것입니다. 그러나 당신은 원자 나 분자를 실행할 수 있습니다." 그러나 그러한 기계가 무엇이 좋은지는 남아 있습니다.
물론 트레이드 오프가 있습니다. 덜 특정 측정을 사용하려면 중성자를 들어 올리려면 더 많은 사이클이 필요합니다. 따라서 양자 측정 엔진은 효율적이지만 천천히 작업합니다. 궁극적으로, 엔진은 열역학 제 2 법칙을 피할 수 없다고 Herrera Martí는 지적했다. 연구원들은 측정 장치를 지정하지 않지만 에너지를 낭비 해야하는 거시적 기계 여야한다고 그는 말했다. 그럼에도 불구하고 측정 엔진은 양자 역학의 도구 상자에 새로운 도구를 넣었습니다.
