सबसे छोटे पैमाने पर होने वाली घटनाओं के विशाल परिणाम होते हैं। और विज्ञान का कोई भी क्षेत्र क्वांटम भौतिकी की तुलना में बेहतर नहीं दर्शाता है, जो कि - ज्यादातर - बहुत छोटी चीजों के अजीब व्यवहार की पड़ताल करता है। 2019 में, क्वांटम प्रयोग कुछ विवादों के बावजूद नए और यहां तक कि अजनबी स्थानों और व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटिंग वास्तविकता के करीब गए। ये 2019 की सबसे महत्वपूर्ण और आश्चर्यजनक क्वांटम घटनाएँ थीं।
Google "क्वांटम वर्चस्व" का दावा करता है
यदि 2019 से एक क्वांटम समाचार आइटम इतिहास की किताबें बनाता है, तो यह संभवतः एक बड़ी घोषणा होगी जो Google से आई थी: टेक कंपनी ने घोषणा की कि उसने "क्वांटम वर्चस्व" हासिल किया था। यह कहने का एक फैंसी तरीका है कि Google ने एक ऐसा कंप्यूटर बनाया था जो किसी भी शास्त्रीय कंप्यूटर की तुलना में कुछ कार्य तेजी से कर सकता है। (शास्त्रीय कंप्यूटरों की श्रेणी में कोई भी मशीन शामिल होती है जो नियमित पुराने 1s और 0s पर निर्भर होती है, जैसे कि वह उपकरण जिसका उपयोग आप इस लेख को पढ़ने के लिए कर रहे हैं।)
Google का क्वांटम वर्चस्व का दावा, यदि जन्म हुआ, तो कंप्यूटिंग के इतिहास में एक विभक्ति बिंदु को चिह्नित करेगा। क्वांटम कंप्यूटर विचित्र छोटे पैमाने पर भौतिक प्रभावों पर भरोसा करते हैं, जैसे कि उनकी गणना करने के लिए, नैनो-ब्रह्मांड में कुछ बुनियादी अनिश्चितताएं। सिद्धांत रूप में, यह गुणवत्ता इन मशीनों को शास्त्रीय कंप्यूटरों पर कुछ फायदे देती है। वे आसानी से शास्त्रीय एन्क्रिप्शन योजनाओं को तोड़ सकते हैं, पूरी तरह से एन्क्रिप्टेड संदेश भेज सकते हैं, शास्त्रीय कंप्यूटरों की तुलना में तेजी से कुछ सिमुलेशन चला सकते हैं और आम तौर पर कठिन समस्याओं को बहुत आसानी से हल कर सकते हैं। कठिनाई यह है कि किसी ने कभी भी क्वांटम कंप्यूटर को इतनी तेजी से नहीं बनाया कि वे उन सैद्धांतिक लाभों का लाभ उठा सकें - या कम से कम किसी के पास नहीं था, जब तक कि इस साल Google का पराक्रम नहीं।
हालांकि हर कोई टेक कंपनी के वर्चस्व के दावे को नहीं खरीदता है। ओक्लाहोमा स्टेट यूनिवर्सिटी के एक क्वांटम संशयवादी और शोधकर्ता सुभाष काक ने लाइव साइंस के लिए इस लेख में कई कारण बताए हैं।
क्वांटम वर्चस्व की Google की उपलब्धि के बारे में और पढ़ें।
किलोग्राम क्वांटम जाता है
एक और 2019 क्वांटम विभक्ति बिंदु वजन और उपायों की दुनिया से आया था। मानक किलोग्राम, भौतिक वस्तु जो सभी मापों के लिए द्रव्यमान की इकाई को परिभाषित करती है, लंबे समय से एक 130 वर्षीय, प्लैटिनम-इरिडियम सिलेंडर का वजन 2.2 पाउंड था। और फ्रांस के एक कमरे में बैठे। इस साल यह बदल गया।
पुराने किलो बहुत अच्छा था, मुश्किल से दशकों में बड़े पैमाने पर बदल रहा है। लेकिन नया किलो सही है: द्रव्यमान और ऊर्जा के बीच मौलिक संबंध, साथ ही क्वांटम तराजू पर ऊर्जा के व्यवहार में एक विचित्रता के आधार पर, भौतिकविद किलोग्राम की एक परिभाषा पर पहुंचने में सक्षम थे जो बिल्कुल भी नहीं बदलेगा इस वर्ष और ब्रह्मांड का अंत।
सही किलोग्राम के बारे में अधिक पढ़ें।
वास्तविकता थोड़ी टूट गई
भौतिकविदों की एक टीम ने एक क्वांटम प्रयोग तैयार किया है जिसमें दिखाया गया है कि वास्तव में स्थिति पर आपके दृष्टिकोण के आधार पर तथ्य बदलते हैं। भौतिकविदों ने एक छोटे क्वांटम कंप्यूटर में फोटॉनों का उपयोग करके "सिक्का टॉस" का एक प्रकार का प्रदर्शन किया, जिसमें पाया गया कि परिणाम अलग-अलग डिटेक्टरों पर अलग-अलग थे, जो उनके दृष्टिकोण पर निर्भर करता था।
प्रायोगिकियों ने लाइव साइंस के एक लेख में लिखा है, "हम दिखाते हैं कि परमाणुओं और कणों की सूक्ष्म दुनिया में, जो क्वांटम यांत्रिकी के अजीब नियमों द्वारा शासित होते हैं, दो अलग-अलग पर्यवेक्षक अपने स्वयं के तथ्यों के हकदार हैं।" "दूसरे शब्दों में, प्रकृति के निर्माण खंडों के हमारे सर्वोत्तम सिद्धांत के अनुसार, वास्तव में तथ्य व्यक्तिपरक हो सकते हैं।"
वस्तुनिष्ठ वास्तविकता की कमी के बारे में और पढ़ें।
Entanglement को अपना ग्लैमर शॉट मिला
पहली बार, भौतिकविदों ने अल्बर्ट आइंस्टीन की घटना की एक तस्वीर बनाई, जिसे "दूरी पर डरावना कार्रवाई" के रूप में वर्णित किया गया, जिसमें दो कण दूर-दूर तक अलग होने के बावजूद शारीरिक रूप से जुड़े हुए हैं। क्वांटम दुनिया की इस विशेषता को लंबे समय तक प्रायोगिक रूप से सत्यापित किया गया था, लेकिन यह पहली बार था जब किसी को यह देखने को मिला।
उलझाव की अविस्मरणीय छवि के बारे में और पढ़ें।
कुछ बड़ा कई दिशाओं में चला गया
कुछ मायनों में, उलझाव के विपरीत, क्वांटम सुपरपोज़िशन एक ही वस्तु को दो (या अधिक) स्थानों पर एक साथ रखने में सक्षम बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप कणों और तरंगों के रूप में विद्यमान पदार्थ का परिणाम होता है। आमतौर पर, यह इलेक्ट्रॉनों जैसे छोटे कणों के साथ हासिल किया जाता है।
लेकिन 2019 के एक प्रयोग में, भौतिकविदों ने अब तक के सबसे बड़े पैमाने पर सुपरपोज़िशन को खींचने में कामयाब रहे: चिकित्सा विज्ञान की दुनिया से 2,000-एटम अणुओं का उपयोग करते हुए, जिन्हें "ओलिगो-टेट्रैफेनिलोस्पायरिनिन कहा जाता है जो फ्लूरोर्केलसिल्फ्युलैनल चेन से समृद्ध हैं।"
सुपरपोज़िशन की मैक्रो-स्केल उपलब्धि के बारे में पढ़ें।
गर्मी ने शून्य को पार कर लिया
सामान्य परिस्थितियों में, गर्मी केवल एक ही तरीके से वैक्यूम को पार कर सकती है: विकिरण के रूप में। (यही आप तब महसूस कर रहे हैं जब गर्मी के दिन में सूरज की किरणें आपके चेहरे पर धड़कने के लिए स्थान पार कर जाती हैं।) अन्यथा, मानक शारीरिक मॉडल में, दो शिष्टाचार में गर्मी बढ़ जाती है: सबसे पहले, सक्रिय कण अन्य कणों में दस्तक दे सकते हैं और अपनी ऊर्जा स्थानांतरित कर सकते हैं। । (इस प्रभाव को महसूस करने के लिए एक गर्म कप चाय के चारों ओर अपने हाथों को लपेटें।) दूसरा, एक गर्म तरल पदार्थ एक ठंडा तरल पदार्थ को विस्थापित कर सकता है। (ऐसा तब होता है जब आप अपनी कार में हीटर चालू करते हैं, गर्म हवा के साथ इंटीरियर को भरते हैं।) इसलिए विकिरण के बिना, गर्मी एक वैक्यूम को पार नहीं कर सकती है।
लेकिन क्वांटम भौतिकी, हमेशा की तरह, नियमों को तोड़ती है। 2019 के एक प्रयोग में, भौतिकविदों ने इस तथ्य का लाभ उठाया कि क्वांटम पैमाने पर, रिक्त स्थान वास्तव में खाली नहीं हैं। इसके बजाय, वे छोटे, यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से भरे होते हैं, जो अस्तित्व में और बाहर पॉप करते हैं। एक छोटे से पर्याप्त पैमाने पर, शोधकर्ताओं ने पाया, गर्मी एक उतार-चढ़ाव से छिटक कर खाली जगह को पूरी तरह से खाली कर सकती है।
अंतरिक्ष के क्वांटम वैक्यूम के पार ऊष्मा छलांग लगाने के बारे में और पढ़ें।
कारण और प्रभाव पिछड़ गए होंगे
यह अगली खोज एक प्रायोगिक रूप से सत्यापित खोज से दूर है, और यह पारंपरिक क्वांटम भौतिकी के दायरे से बाहर भी है। लेकिन क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के साथ काम करने वाले शोधकर्ता - क्वांटम यांत्रिकी और आइंस्टीन की सामान्य सापेक्षता की दुनिया को एकजुट करने के लिए डिज़ाइन किए गए एक सैद्धांतिक निर्माण - से पता चला कि कुछ परिस्थितियों में एक घटना एक प्रभाव पैदा कर सकती है जो पहले समय में हुई थी।
कुछ बहुत भारी वस्तुएं सामान्य सापेक्षता के कारण अपने निकटवर्ती क्षेत्र में समय के प्रवाह को प्रभावित कर सकती हैं। हम जानते हैं कि यह सच है। और क्वांटम सुपरपोज़िशन तय करता है कि ऑब्जेक्ट एक साथ कई स्थानों पर हो सकते हैं। एक बहुत भारी वस्तु (जैसे बड़े ग्रह की तरह) को क्वांटम सुपरपोजिशन की स्थिति में रखो, शोधकर्ताओं ने लिखा, और आप विषम परिस्थितियों को डिजाइन कर सकते हैं जहां गलत क्रम में कारण और प्रभाव होता है।
कारण और प्रभाव उलटने के बारे में और पढ़ें।
क्वांटम टनलिंग फटा
भौतिकविदों ने लंबे समय तक "क्वांटम टनलिंग" के रूप में जाना जाने वाले एक अजीब प्रभाव के बारे में जाना है, जिसमें कणों को प्रतीत होता है कि असाध्य बाधाओं से गुजरना पड़ता है। ऐसा नहीं है क्योंकि वे इतने छोटे हैं कि वे छेद ढूंढते हैं, हालांकि। 2019 में, एक प्रयोग से पता चला कि यह वास्तव में कैसे होता है।
क्वांटम भौतिकी कहती है कि कण भी तरंगें हैं, और आप उन तरंगों को कण के स्थान के लिए संभाव्यता अनुमान के रूप में सोच सकते हैं। लेकिन वे अभी भी लहरें हैं। समुद्र में एक बाधा के खिलाफ एक लहर को तोड़ो, और यह कुछ ऊर्जा खो देगा, लेकिन दूसरी तरफ एक छोटी लहर दिखाई देगी। एक समान प्रभाव क्वांटम दुनिया में होता है, शोधकर्ताओं ने पाया। और जब तक बाधा के दूर की तरफ थोड़ी सी भी संभावना तरंग बची रहती है, कण में अवरोध के माध्यम से इसे बनाने का एक मौका होता है, एक स्थान के माध्यम से सुरंग बनाना जहां यह लगता है कि यह फिट नहीं होना चाहिए।
अद्भुत क्वांटम टनलिंग प्रभाव के बारे में अधिक पढ़ें।
धातु हाइड्रोजन पृथ्वी पर दिखाई दिया हो सकता है
यह अल्ट्रा-हाई-प्रेशर भौतिकी के लिए एक बड़ा वर्ष था। और सबसे साहसिक दावों में से एक फ्रांसीसी प्रयोगशाला से आया था, जिसने घोषणा की थी कि उसने सामग्री विज्ञान: धातु हाइड्रोजन के लिए एक पवित्र ग्रिल पदार्थ बनाया था। उच्च दबाव के तहत, जैसे कि बृहस्पति के मूल में मौजूद थे, एकल-प्रोटॉन हाइड्रोजन परमाणुओं को क्षार धातु के रूप में कार्य करने के लिए सोचा जाता है। लेकिन इससे पहले किसी ने एक प्रयोगशाला में प्रभाव को प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त दबाव उत्पन्न करने में किसी को भी कामयाब नहीं किया था। इस साल, टीम ने कहा कि उन्होंने इसे 425 गीगास्पेस (समुद्र तल पर पृथ्वी के वायुमंडलीय दबाव से 4.2 मिलियन गुना) पर देखा। हालांकि, हर कोई यह दावा नहीं करता है।
धातु हाइड्रोजन के बारे में और पढ़ें।
हम क्वांटम कछुए को मानते हैं
जैप एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ सुपरकोल्ड परमाणुओं का एक द्रव्यमान, और आप "क्वांटम आतिशबाजी" देखेंगे: जाहिरा तौर पर यादृच्छिक दिशाओं में बंद परमाणुओं के जेट। शोधकर्ताओं को संदेह था कि आतिशबाजी में एक पैटर्न हो सकता है, लेकिन यह सिर्फ देखने से स्पष्ट नहीं था। एक कंप्यूटर की सहायता से, हालांकि, शोधकर्ताओं ने आतिशबाजी के प्रभाव के लिए एक आकार की खोज की: एक क्वांटम कछुआ। हालांकि किसी को अभी तक यकीन नहीं है कि यह आकार क्यों लेता है।
क्वांटम कछुए के बारे में और पढ़ें।
एक छोटे क्वांटम कंप्यूटर ने समय पीछे कर दिया
समय को केवल एक दिशा में आगे बढ़ना है: आगे। जमीन पर कुछ दूध फैलाएं, और गंदगी को पूरी तरह से सूखने का कोई रास्ता नहीं है और उसी साफ दूध को वापस कप में डाल दें। स्प्रेडिंग क्वांटम तरंग फ़ंक्शन अनप्रेड नहीं होता है।
इस मामले को छोड़कर, इसने किया। एक छोटे, दो-क्वांटम क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करते हुए, भौतिक विज्ञानी एक एल्गोरिथ्म लिखने में सक्षम थे जो लहर के प्रत्येक तरंग को उस कण में वापस कर सकते थे जिसने इसे बनाया था - घटना को खोलना और प्रभावी ढंग से समय के तीर को वापस करना।
समय के तीर को उलटने के बारे में और पढ़ें।
एक और क्वांटम कंप्यूटर में 16 वायदा देखा गया
क्वांटम कंप्यूटरों की एक अच्छी विशेषता, जो 1s और 0s के बजाय सुपरपोसिशन पर निर्भर करती है, एक बार में कई गणनाओं को खेलने की उनकी क्षमता है। यह लाभ 2019 में विकसित एक नए क्वांटम भविष्यवाणी इंजन में पूर्ण प्रदर्शन पर है। जुड़े हुए घटनाओं की एक श्रृंखला का अनुकरण करते हुए, इंजन के पीछे के शोधकर्ता अपने इंजन में 16 संभव फ्यूचर्स को एक सिंगल फोटॉन में एनकोड करने में सक्षम थे। अब वह मल्टीटास्किंग है!
16 संभावित वायदा के बारे में और पढ़ें।
