Νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Ως πρώην μέλος της Κατηγορίας του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, ο καθηγητής Lu Dawei του Southern University of Science and Technology είναι πιθανώς ένα είδος «ήρωα που γεννήθηκε από αγόρι» στα μάτια των συνομηλίκων του.

Αν και κοιτάζοντας πίσω στην προπτυχιακή του εμπειρία, παραδέχτηκε: «Είναι πολύ εύκολο να χάσεις τον έλεγχο του εαυτού σου στο κολέγιο το πρωί».

Ωστόσο, απέκτησε προπτυχιακό και διδακτορικό από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας Μετά την ολοκλήρωση της μεταδιδακτορικής έρευνας στο Πανεπιστήμιο του Waterloo στον Καναδά, επέστρεψε στην Κίνα και εντάχθηκε στο Southern University of Science and Technology για να γίνει επιστήμονας.

Ταυτόχρονα, ως δάσκαλος, εκπαίδευσε επίσης ένα νεαρό ταλέντο σαν τον ίδιο - τον Huang Keyi.

Πριν από λίγο καιρό, μια εργασία με τον Lu Dawei ως αντίστοιχο συγγραφέα και τον Huang Keyi ως πρώτο συγγραφέα δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο περιοδικό φυσικής Physical Review Letters. Τη στιγμή της ολοκλήρωσης αυτής της εργασίας, ο Huang Keyi ήταν μόνο προπτυχιακός φοιτητής.

Λοιπόν, τι είναι αυτό το χαρτί; Σύμφωνα με τις εκθέσεις,Χρησιμοποιώντας κβαντικά συστήματα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, επαλήθευσαν την αρχή μιας «αυτοδύναμης» κβαντικής ψύξης (ψυγείο).

Εικόνα | Από αριστερά προς τα δεξιά: Huang Keyi, ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας, και ο Lu Dawei, ο αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας (Πηγή: Lu Dawei)

Σχεδιάζοντας και ρυθμίζοντας μια συγκεκριμένη μορφή αλληλεπίδρασης «τριών σωμάτων» μεταξύ τριών ατόμων, η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε αυτό το «αυτοδύναμο» κβαντικό ψυγείο.

Δεν απαιτείται πρόσθετη ενέργεια σε ολόκληρο τον κύκλο ψύξης για να κρυώσει ένα από τα άτομα (παρόμοιο με ένα κλασικό ψυγείο που δεν χρειάζεται να συνδεθεί στην πρίζα).

Αυτό δεν είναι μόνο ένα φαινόμενο μοναδικό στον μικροσκοπικό κβαντικό κόσμο, αλλά επίσης δεν παραβιάζει τους κλασικούς νόμους της θερμοδυναμικής.

Όσον αφορά τις προοπτικές εφαρμογής, ο Lu Dawei είπε: "Σίγουρα δεν θα κατασκευαστεί ένα πρακτικό κβαντικό ψυγείο προς το παρόν. Ταυτόχρονα, νομίζω ότι η δυσκολία υλοποίησης μιας τέτοιας συσκευής δεν είναι μικρότερη από την κατασκευή ενός παγκόσμιου κβαντικού υπολογιστή." Αλλά όπως είπε ο κριτικός, η χρήση αυτής της μεθόδου για την ψύξη των qubits σε κβαντικούς υπολογιστές εξακολουθεί να είναι πολλά υποσχόμενη. "

(Πηγή: Physical Review Letters)

Ας ξεκινήσουμε με τα «τέρατα» στη φυσική

Σύμφωνα με αναφορές, η κλασική θερμοδυναμική μελετά ένα μακροσκοπικό σύστημα, περιγράφει τη μέση συμπεριφορά ενός μεγάλου αριθμού σωματιδίων και ακολουθεί τους νόμους της Νευτώνειας μηχανικής και της στατιστικής μηχανικής.

Από αυτό, οι άνθρωποι όρισαν μια σειρά από μακροσκοπικά μεγέθη όπως η θερμοκρασία, η εσωτερική ενέργεια και η εντροπία, και επινόησαν εξοπλισμό όπως θερμικές μηχανές και ψυγεία μέσω μεταφοράς θερμότητας και ανάλυσης εργασίας.

Η κβαντική θερμοδυναμική μελετά μικροσκοπικά κβαντικά συστήματα, ειδικά συστήματα με λίγα μόνο σωματίδια.

Βασίζεται στις βασικές αρχές της κβαντικής μηχανικής, που περιλαμβάνουν την υπέρθεση, τη διαπλοκή και τη μέτρηση των κβαντικών καταστάσεων. Αυτό κάνει την κβαντική θερμοδυναμική θεμελιωδώς διαφορετική από την κλασική θερμοδυναμική και σημαίνει επίσης ότι σχεδόν όλα τα κλασικά θερμοδυναμικά μεγέθη πρέπει να επαναπροσδιοριστούν.

Για παράδειγμα, στο κλασικό μοντέλο κυλίνδρου-εμβόλου, η εργασία μπορεί να οριστεί από την κίνηση του εμβόλου Όταν το έμβολο συμπιέζει το αέριο, κάνει "θετική εργασία", και όταν το αέριο σπρώχνει το έμβολο μακριά, κάνει "αρνητική εργασία. ".

Στον κβαντικό κόσμο, υπάρχουν μόνο οι κβαντικές καταστάσεις λίγων σωματιδίων και η εξίσωση Schrödinger που διέπει την εξέλιξή τους. Αυτή τη στιγμή, το έργο ορίζεται ως η αλλαγή στην ενέργεια του συστήματος όταν η κβαντική κατάσταση παραμένει αμετάβλητη. Μια αύξηση της ενέργειας είναι "θετικό έργο", και αντίστροφα είναι "αρνητικό έργο".

Η διαφορά μεταξύ της κβαντικής και της κλασικής εργασίας δεν είναι μόνο ο ορισμός Υπάρχει επίσης μια στενή σύνδεση μεταξύ της εργασίας και της πληροφορίας στον κβαντικό κόσμο, η οποία αντανακλάται στο περίφημο παράδοξο «Maxwell's Demon».

Το 1867, ο Βρετανός επιστήμονας James Clerk Maxwell πρότεινε ένα πείραμα για να εξερευνήσει και να αμφισβητήσει τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος δηλώνει ότι η θερμότητα ρέει πάντα αυθόρμητα από ένα αντικείμενο υψηλής θερμοκρασίας σε ένα αντικείμενο χαμηλής θερμοκρασίας.

Ο Μάξγουελ φαντάστηκε έναν μικροσκοπικό «δαίμονα» και τον φαντάστηκε να φυλάει μια πόρτα που χώριζε δύο θαλάμους αερίων. Οι αρχικές θερμοκρασίες των δύο θαλάμων αερίων είναι ίδιες, δηλαδή βρίσκονται σε θερμική ισορροπία.

Ο «Δαίμονας του Μάξγουελ» μπορεί να παρατηρήσει την ταχύτητα κάθε μορίου αερίου και να ελέγξει το άνοιγμα και το κλείσιμο της πόρτας. Όταν ο δαίμονας βλέπει ένα γρήγορο μόριο να κινείται από τον αριστερό θάλαμο προς τον δεξιό θάλαμο, ανοίγει την πόρτα και αφήνει το μόριο να περάσει.

Όταν ο δαίμονας βλέπει ένα αργό μόριο να κινείται από τον δεξιό θάλαμο προς τον αριστερό θάλαμο, ανοίγει επίσης την πόρτα και αφήνει το μόριο να περάσει.

Μέσω τέτοιων λειτουργιών, ο «δαίμονας» μπορεί να συγκεντρώνει γρήγορα μόρια στον δεξιό θάλαμο και αργά μόρια στον αριστερό θάλαμο, αυξάνοντας έτσι τη θερμοκρασία του δεξιού θαλάμου και μειώνοντας τη θερμοκρασία του αριστερού θαλάμου.

Αυτό φαίνεται να παραβιάζει τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, επειδή οι δύο θάλαμοι αερίων, που αρχικά βρίσκονταν σε θερμική ισορροπία, πραγματοποίησαν στην πραγματικότητα τον διαχωρισμό των περιοχών υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας υπό την καθοδήγηση του «δαίμονα».

Για το λόγο αυτό, το πείραμα «Maxwell's Demon» πυροδότησε εκτενείς συζητήσεις και έρευνες στην ακαδημαϊκή κοινότητα και διεύρυνε την κατανόηση της σχέσης μεταξύ θερμοδυναμικής και θεωρίας πληροφοριών.

Οι σύγχρονοι φυσικοί πιστεύουν ότι ο «δαίμονας του Μάξγουελ» δεν παραβιάζει τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, επειδή ο «δαίμονας» χρειάζεται πληροφορίες όταν παρατηρεί μόρια και αποφασίζει να ανοίξει και να κλείσει πόρτες.

Η ίδια η επεξεργασία αυτών των πληροφοριών απαιτεί δουλειά, ειδικά όταν ο «δαίμονας» διαγράφει πληροφορίες, η εντροπία θα αυξηθεί, γεγονός που μπορεί να αναπληρώσει τη μείωση της εντροπίας του συστήματος.

Με βάση αυτό, το πείραμα "Maxwell's Demon" προώθησε την εφαρμογή της θεωρίας της πληροφορίας στη θερμοδυναμική, αποκάλυψε τη βαθιά σύνδεση μεταξύ της επεξεργασίας πληροφοριών και των φυσικών διεργασιών και έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη της κβαντικής θερμοδυναμικής.

Στην κβαντική θερμοδυναμική, η θερμοδυναμική διαδικασία των κβαντικών συστημάτων περιλαμβάνει κυρίως τον έλεγχο και τη μέτρηση των κβαντικών καταστάσεων, δηλαδή την επεξεργασία των «κβαντικών πληροφοριών».

Ορίζοντας την εντροπία των κβαντικών καταστάσεων, η ακαδημαϊκή κοινότητα έχει σταδιακά δημιουργήσει μια σύνδεση μεταξύ της κβαντικής πληροφορίας και της θερμοδυναμικής. Αυτό είναι παρόμοιο με τις αλλαγές πληροφοριών και εντροπίας που καταγράφηκαν από το "Maxwell's Demon".

Ταυτόχρονα, οι άνθρωποι ανακάλυψαν ότι η κβαντική θεωρία πληροφοριών παρέχει μια σειρά εργαλείων και τεχνολογιών, όπως η κβαντική συνοχή, η κβαντική εμπλοκή, η κβαντική μέτρηση και άλλοι νέοι κβαντικοί πόροι, που μπορούν να βοηθήσουν στην έρευνα της κβαντικής θερμοδυναμικής.

Για παράδειγμα, η απόδοση των θερμικών μηχανών ή των ψυγείων μπορεί να βελτιωθεί μέσω πόρων όπως η κβαντική εμπλοκή.

Η πειραματική έρευνα για την κβαντική θερμοδυναμική έχει τεθεί στην ημερήσια διάταξη

Αν και οι κβαντικές πληροφορίες μπορούν να φέρουν εντελώς νέες δυνατότητες στην ανάπτυξη της θερμοδυναμικής. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές προκλήσεις για τη διερεύνηση και την επαλήθευση της κβαντικής θερμοδυναμικής θεωρίας σε πραγματικά κβαντικά συστήματα.

Ευτυχώς, τις τελευταίες δύο δεκαετίες, με τη συνεχή επένδυση στην κβαντική τεχνολογία πληροφοριών από την ακαδημαϊκή κοινότητα, οι άνθρωποι γίνονται όλο και πιο ικανοί να ελέγχουν τα κβαντικά συστήματα και έχουν επιτύχει πειραματικά αποτελέσματα σε τομείς όπως ο κβαντικός υπολογισμός, οι κβαντικές επικοινωνίες και τα κβαντικά μέτρηση ακριβείας.

Στη συνέχεια, είναι φυσικό να αναβαθμιστεί η πειραματική έρευνα για την κβαντική θερμοδυναμική, η οποία χρησιμοποιεί επίσης την κβαντική επεξεργασία πληροφοριών ως βασική τεχνολογία της.

Ένα ερευνητικό hotspot στην κβαντική θερμοδυναμική είναι ο κινητήρας/ψυγείο κβαντικής θερμότητας.

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα ένα κβαντικό ψυγείο, η βασική του λειτουργία είναι η ίδια με ένα κλασικό ψυγείο, το οποίο είναι να απορροφά θερμότητα από ένα πιο ψυχρό αντικείμενο και στη συνέχεια να απελευθερώνει τη θερμότητα σε ένα πιο ζεστό περιβάλλον για να επιτευχθεί ψύξη.

Ωστόσο, σε αντίθεση με τα κλασικά ψυγεία, τα κβαντικά ψυγεία χρησιμοποιούν κβαντική επεξεργασία πληροφοριών για να επιτύχουν αυτή τη διαδικασία ψύξης. Μεταξύ αυτών, διάφοροι άφθονοι κβαντικοί πόροι μπορούν να παρέχουν βοήθεια σε αυτή τη διαδικασία.

Στη συνέχεια, εάν το κβαντικό σύστημα μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια, αυτοί οι κβαντικοί πόροι μπορούν να προετοιμαστούν και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά, ένα κβαντικό ψυγείο μπορεί να πραγματοποιηθεί πειραματικά.

Το κβαντικό σύστημα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού είναι μια από τις κύριες ερευνητικές κατευθύνσεις της ομάδας του Lu Dawei, η οποία είναι να μελετήσει το φαινόμενο συντονισμού των ατομικών πυρήνων και των μαγνητικών πεδίων.

Σύμφωνα με αναφορές, οι πληροφορίες σπιν που μεταφέρονται από τους ατομικούς πυρήνες μπορούν να ελεγχθούν και να διαβαστούν. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια παλιά και νέα τεχνολογία.

Λέγεται ότι είναι αρχαίο γιατί η ανάπτυξή του έχει περάσει σχεδόν έναν αιώνα, ο δεύτερος ηθοποιός στην ταινία «Oppenheimer», ανακάλυψε το φαινόμενο του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού.

Σήμερα, η σύγχρονη τεχνολογία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού έχει γίνει ένα απαραίτητο «αιχμηρό εργαλείο» για ιατρικές εξετάσεις, οι οποίες είναι να κρίνουν την υγεία των ασθενών με την ανίχνευση ατόμων υδρογόνου σε ανθρώπινα μόρια νερού.

Λέγεται ότι είναι νέο, επειδή ως συνάρτηση των κβαντικών συστημάτων, ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός έχει αναπτυχθεί μόνο για περισσότερα από 20 χρόνια.

Στην πραγματικότητα, στον τομέα της κβαντικής πληροφορίας, ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός είναι μια πρωτοποριακή πειραματική πλατφόρμα.

Κωδικοποιώντας κβαντικές πληροφορίες στο σπιν των ατομικών πυρήνων, και στη συνέχεια ελέγχοντας και διαβάζοντάς τις μέσω μαγνητικών πεδίων, μπορούν να ολοκληρωθούν διάφορες εργασίες κβαντικών πληροφοριών και μπορούν να αποκαλυφθούν πολλά υπέροχα κβαντικά φαινόμενα.

Από τότε που σπούδασε για το διδακτορικό του το 2007, ο Lu Dawei εργάζεται προς αυτή την κατεύθυνση για σχεδόν 20 χρόνια.

Το 2012, ο Lu Dawei ήρθε στον Καναδά ως μεταδιδακτορικός υπότροφος, όπου διάβασε ένα άρθρο σχετικά με τη θεωρία ενός «αυτοδύναμου» κβαντικού ψυγείου [1].

Εκείνη την εποχή, ένιωθε ότι η ιδέα της αλληλεπίδρασης τριών σωμάτων ήταν πολύ έξυπνη. Ωστόσο, δεδομένου ότι σπούδασε κυρίως κβαντικούς υπολογιστές πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού κατά τη μεταδιδακτορική του περίοδο, εστίασε την κύρια ενέργειά του στην προώθηση του αριθμού των qubits και στην ακρίβεια ελέγχου.

Το 2017, ο Lu Dawei εντάχθηκε στο Southern University of Science and Technology για να σχηματίσει έναν ανεξάρτητο οργανισμό. Με την ανάπτυξη κβαντικών συστημάτων όπως τα υπεραγώγιμα κυκλώματα και οι παγίδες ιόντων, τα μειονεκτήματα της χρήσης συστημάτων πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού για την υλοποίηση κβαντικών υπολογιστών μεγεθύνονται συνεχώς.

Το 2020, ο Lu Dawei διάβασε κατά τύχη μια ανασκόπηση για την κβαντική θερμοδυναμική. Αφού το διάβασα, ξαφνικά κατάλαβα ότι ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός είναι πολύ κατάλληλος για τη μελέτη της κβαντικής θερμοδυναμικής.

Άλλωστε, αυτό το σύστημα μελετά τη θερμοδυναμική σε πραγματική ατομική και μοριακή κλίμακα και έχει επίσης πολλά μοναδικά πλεονεκτήματα όπως η θερμοκρασία δωματίου και το σύνολο.

«Δίνει στους ανθρώπους την αίσθηση του μυθιστορήματος «Το πρόβλημα των τριών σωμάτων»

Εκείνη την εποχή, όλοι οι μεταπτυχιακοί φοιτητές της ομάδας είχαν άλλα καθήκοντα, έτσι ο Lu Dawei έκανε δύο προπτυχιακούς στην ομάδα: τον Zhu Xuanran, ένα junior, και τον Huang Keyi, δευτεροετή.

Αργότερα, χρησιμοποίησαν πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό για να κατασκευάσουν ένα κβαντικό ψυγείο με «απροσδιόριστη αιτιακή σειρά».

Η "απροσδιόριστη αιτιακή σειρά" είναι ένας υπέροχος κβαντικός πόρος που επιτρέπει τη συνύπαρξη της σειράς εμφάνισης δύο γεγονότων Α και Β.

Δηλαδή, ο κλασικός κόσμος επιτρέπει μόνο το Α πριν από το Β, ή το Β πριν το Α, αλλά ο κβαντικός κόσμος επιτρέπει την «ταυτόχρονη» ύπαρξη αυτών των δύο τάξεων.

Στον εξοπλισμό NMR,Η ομάδα χρησιμοποίησε τέσσερα άτομα άνθρακα στο μόριο του κροτονικού οξέος για να επιτύχει αυτή την «απροσδιόριστη αιτιακή σειρά» και το χρησιμοποίησε ως κβαντικό πόρο για να οδηγήσει τη διαδικασία κβαντικής ψύξης και να δημιουργήσει ένα κβαντικό ψυγείο.

Το 2022, σχετικές εργασίες θα δημοσιευθούν στο Physical Review Letters [2].

Ο Lu Dawei είπε: "Ο Zhu Xuanran, ο οποίος ήταν ο συν-συγγραφέας αυτής της εργασίας εκείνη την εποχή, είχε ήδη αποφοιτήσει, κάτι που στην πραγματικότητα δεν τον βοήθησε να υποβάλει αίτηση για υποτροφίες. Αλλά ο χρυσός θα λάμπει πάντα. Αργότερα έλαβε υποτροφία της κυβέρνησης του Χονγκ Κονγκ και είναι επί του παρόντος στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ για διδακτορικό.

Ταυτόχρονα, αυτό το έγγραφο του 2022 προκάλεσε επίσης μεγάλο σάλο. Ο Δρ. Philip Ball, γνωστός συγγραφέας επιστημονικών βιβλίων και νικητής του Royal Society Science Book Award, παρουσίασε συγκεκριμένα τα πειράματα της ερευνητικής ομάδας του Lu Dawei στη στήλη Nature Materials [3].

Το 2024, η ομάδα μελέτησε έναν άλλο κβαντικό πόρο, την αλληλεπίδραση τριών σωμάτων. Αυτό το εφέ ακούγεται κάπως sci-fi, δίνοντας στους ανθρώπους την αίσθηση ενός μυθιστορήματος "Three-Body".

Στην πραγματικότητα, είτε πρόκειται για τη γνωστή ηλεκτροστατική δύναμη (Coulomb) είτε για τη βαρυτική δύναμη, είναι τα αποτελέσματα μεταξύ δύο αντικειμένων. Ακόμη και στον κβαντικό κόσμο, οι φυσικές αλληλεπιδράσεις τριών σωμάτων εξακολουθούν να μην υπάρχουν.

(Πηγή: Physical Review Letters)

Ωστόσο, μόλις κατασκευαστεί αυτή η δράση των τριών σωμάτων, συμβαίνουν πολλά ενδιαφέροντα φαινόμενα.

Για παράδειγμα, πριν από περισσότερο από μια δεκαετία, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ στο Ηνωμένο Βασίλειο οραματίστηκαν την «αυτοδύναμη» κβαντική ψύξη μέσω αλληλεπίδρασης τριών σωμάτων.

Το πείραμα που διεξήχθη από την ομάδα του Lu Dawei το 2024 μόλις επαλήθευσε την παραπάνω ιδέα.

Δηλαδή, χρησιμοποιώντας τα τρία άτομα άνθρακα στο κροτονικό οξύ και συνδυάζοντας διάφορες μεθόδους ελέγχου που αναπτύχθηκαν από το κβαντικό σύστημα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, διαμόρφωσαν με επιτυχία την αλληλεπίδραση τριών σωμάτων που απαιτείται για το πειραματικό σχέδιο.

Κατά τη διάρκεια της μελέτης, μέτρησαν την εργασία και τις αλλαγές θερμότητας κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας και διαπίστωσαν ότι δεν υπήρχε πράγματι καθαρή εισροή ενέργειας στο κβαντικό σύστημα.

Επιπλέον, παρακολούθησαν τις αλλαγές θερμοκρασίας των ατόμων-στόχων. Διαπιστώθηκε ότι καθώς προχωρά η ψύξη, η θερμοκρασία των ατόμων στόχου μειώνεται αυθόρμητα.

«Αν και η ακαδημαϊκή κοινότητα το έχει προβλέψει εδώ και καιρό θεωρητικά, όταν αυτό το φαινόμενο παρατηρείται πραγματικά πειραματικά, είναι μια αίσθηση ολοκλήρωσης».

Πρόσφατα, μια σχετική εργασία δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters [4] με τον τίτλο "Experimental Realization of Self-Contained Quantum Refrigeration".

Ο Huang Keyi, προπτυχιακός φοιτητής στο Southern University of Science and Technology, είναι ο πρώτος συγγραφέας, και ο καθηγητής Lu Dawei και ο Επίκουρος Καθηγητής Nie Xinfang από το Southern University of Science and Technology υπηρετούν ως συν-αντίστοιχοι συγγραφείς.

Σχήμα |. Σχετικές εργασίες (Πηγή: Physical Review Letters)

Σκόπιμα «πουλάω ένα ελάττωμα» όταν υπέβαλα το χειρόγραφό μου, αλλά μου επισημάνθηκε φιλικά από τον κριτικό.

Ο Lu Dawei είπε: "Είμαστε πράγματι πολύ τυχεροί. Και οι δύο κριτές του PRL έδωσαν πολύ θετικές απόψεις. Στην πραγματικότητα, λόγω της εξειδικευμένης φύσης της έρευνας για την κβαντική θερμοδυναμική, ειδικά αυτό το πείραμα, έχω ήδη προετοιμάσει και αναθεωρήσει το χειρόγραφο. Οι άνθρωποι προετοιμάζουν για μια μακροχρόνια διελκυστίνδα, και ακόμη και σκόπιμα «πουλήσει ένα ελάττωμα» στο κείμενο».

Ως αποτέλεσμα, ένας από τους κριτικούς όχι μόνο ανακάλυψε αυτό το ελάττωμα, αλλά πήρε και την πρωτοβουλία να τους βοηθήσει να προτείνουν μια λύση σε αυτό το «ελάττωμα».

"Όχι μόνο χάρηκα πολύ όταν είδα τα σχόλια, αλλά ένιωσα και λίγο άναυδος. Ένιωσα ότι έκανα κάτι λάθος όταν ήμουν παιδί και το έκρυψα εσκεμμένα, αλλά η μητέρα μου το επεσήμανε ευγενικά." είπε.

Επιπλέον, οι κριτικοί πιστεύουν ότι αυτή η πειραματική μελέτη για την κβαντική θερμοδυναμική είναι τόσο σημαντική όσο και νέα. Επιπλέον, αυτό που θαύμασε ακόμη περισσότερο ο Lu Dawei ήταν ότι οι κριτές σκέφτηκαν ακόμη και τις προοπτικές εφαρμογής των αποτελεσμάτων για αυτούς.

Ο κριτικός πιστεύει ότι το τρέχον κβαντικό ψυγείο είναι μόνο μια απόδειξη αρχής και δεν θα έχει ουσιαστικές εφαρμογές βραχυπρόθεσμα.

Ωστόσο, η τεχνολογία κβαντικής ψύξης μπορεί πράγματι να ψύχει περαιτέρω τα qubits και να καταστείλει το ποσοστό σφάλματος στη διαδικασία κβαντικού υπολογισμού.

Ακολουθώντας τις ιδέες του κριτικού, ο Lu Dawei και άλλοι πρότειναν ένα θεωρητικό πλαίσιο για τη χρήση της ψύξης αλληλεπίδρασης τριών σωμάτων για την αρχικοποίηση του κβαντικού υπολογισμού.

"Αυτό το συναίσθημα είναι σαν αυτό ενός μεταπτυχιακού φοιτητή που έχει λάβει τη φροντίδα και την καθοδήγηση του καθηγητή. Είμαι πραγματικά ευγνώμων στους κριτές του PRL. Το ακαδημαϊκό τους επίπεδο είναι πολύ υψηλό και οι γνώσεις τους είναι πολύ δυνατές. Μας έχουν κάνει πιο βαθιά Γνωρίζοντας τη σημασία της επιστημονικής συζήτησης και της συνεργασίας», είπε ο Lu Dawei.

(Πηγή: Physical Review Letters)

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο Huang Keyi είναι ο πρώτος συγγραφέας αυτής της εργασίας του 2024. Για αυτόν τον προπτυχιακό φοιτητή, ο Lu Dawei, ως δάσκαλός του, τον επαίνεσε ιδιαίτερα.

Ο Lu Dawei είπε ότι στην αρχή αυτής της έρευνας, ξόδεψε 50.000 γιουάν για να βρει έναν παλιό εξοπλισμό που ήταν πάνω από 20 ετών.

Εκείνη την εποχή, είπε στους μαθητές ότι αυτός ο εξοπλισμός θα μπορούσε να αφεθεί για να εξασκηθούν όλοι. Στη συνέχεια, μοιράστηκε επίσης με τον Huang Keyi την εργασία για τη θεωρία των «αυτοδύναμων» κβαντικών ψυγείων που βρισκόταν στο κάτω μέρος του κουτιού.

Ο Lu Dawei είπε στον Huang Keyi: "Αφού μαθαίνεις να κάνεις πειράματα, μην το κάνεις. Όσα νέα πράγματα κι αν κάνεις, τουλάχιστον είναι αποτέλεσμα. Τα πόδια των κουνουπιών είναι επίσης κρέας."

Απροσδόκητα, η ικανότητα εκτέλεσης του Huang Keyi ήταν εξαιρετική. Ξεκαθάρισε όλες τις λεπτομέρειες με ένα κτύπημα και ταυτόχρονα έμαθε όργανα και έκανε πειράματα. «Στη συνέχεια, όταν ήταν στο δεύτερο έτος του μεταπτυχιακού, πήρε την πρώτη του εργασία PRL για πρώτη φορά».

Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη σχετικά λίγες πειραματικές μελέτες για την κβαντική θερμοδυναμική στο πεδίο. Μετά τη δημοσίευση της εργασίας, οι συνάδελφοι της θεωρητικής φυσικής επικοινώνησαν μαζί τους.

"Προς το παρόν, διεξάγουμε πειραματική συνεργασία με τρεις θεωρητικές ομάδες, που καλύπτουν πολλά ευρεία θερμοδυναμικά πεδία όπως η κβαντική θερμοδυναμική, η θεωρία πληροφοριών και η θεωρία πόρων. Πρόσφατα, η εργασία που συνεργαστήκαμε με την ομάδα του City University of Hong Kong μόλις έγινε αποδεκτή από την PRL Ο Lu Dawei έκανε την τελική δήλωση.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

1.PRL 105, 130401 (2010)

2.PRL 129, 100603 (2022)

3.Nat. Χαλάκι. 21.1099 (2022)

4.Huang, K., Xi, C., Long, X., Liu, H., Fan, YA, Wang, X., ... & Lu, D. (2024). Experimental Realization of Self-contained Quantum Refrigeration.Physical Review Letters, 132(21), 210403.

Λειτουργία/δακτυλογράφηση: He Chenlong

01/ Η ομάδα της πόλης του Χονγκ Κονγκ αναπτύσσει έναν νέο τύπο μεμβράνης με νανοστρώσεις, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επεξεργασία γλυκού νερού σε ειδικά σενάρια και βρίσκει ανακαλύψεις για την εφαρμογή δισδιάστατων υλικών.

02/ Δεκαετίες χημικών προβλημάτων έχουν δοθεί αξιόπιστες απαντήσεις Οι επιστήμονες έχουν προτείνει έναν νέο μικροσκοπικό μηχανισμό για τη διάλυση του υδροχλωρίου για να σχηματιστεί υδροχλωρικό οξύ, που θα προωθήσει την ανάπτυξη πολλαπλών επιστημονικών κλάδων.

03/ Οι επιστήμονες δημιουργούν μια νέα μέθοδο ελέγχου κβαντικής ανίχνευσης που μπορεί να ανιχνεύσει με ακρίβεια ασθενή σήματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό και τον έλεγχο μεμονωμένων πυρηνικών περιστροφών

04/ Ανακοινώθηκαν επίσημα οι νέοι νικητές της Κίνας "Top 35 Technological Innovators Under 35" του "MIT Technology Review"!Γίνετε μάρτυρας της καινοτόμου δύναμης της επιστημονικής και τεχνολογικής νεολαίας στη Σαγκάη

05/ Με δυναμική αντοχή 14 GPa, η ομάδα του Πανεπιστημίου του Πεκίνου ανέπτυξε με επιτυχία εξαιρετικά ισχυρές ίνες νανοσωλήνων άνθρακα, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ελαφριά, υψηλής απόδοσης δομικά και προστατευτικά υλικά