【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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:12:06.28

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。

https://i.imgur.com/epwVN1T.jpg

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:12:18.81

うおおおおおおおおおお

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:12:32.43

🤗

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:12:45.79

壁をすり抜ける🤗

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:12:57.64

勝った
勝った

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:13:20.14

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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:13:23.12

童貞卒業できるってこと？☹

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:13:55.85

ぐぇ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:13:56.25

障壁をすり抜けるとかありえんやろ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:14:21.35

幾何学、なるようにしかならない

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:14:27.06

なるほどな俺も実現できると思ってたは

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:15:04.51

ほーん
つまりそういうことね
理解したわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:15:07.42

🤗

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:15:32.92

こんな長い文章読めない😡

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:15:38.64

確率も操れる🤗

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:16:04.72

あーそういうことね

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:16:06.04

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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:16:21.97

なんG民の95%以上が理解できない模様

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:16:28.47

ふ～ん、やるじゃん

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:16:37.96

今まで実現できんかったん？

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:16:55.43

あーなるほど直接遷移ね
やりますねぇ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:17:15.03

なるほどね完璧に理解したわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:17:27.24

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～

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:17:39.40

俺もトンネル通る時いつもこれ考えてたわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:18:05.10

神はサイコロを振らないんだが

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:18:15.27

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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:18:45.83

あれか　ワイもちょうど昨日宿題でやったわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:19:21.08

電気系だけど量子は普通に勉強したから理解出来て草

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:19:50.73

読んだすんかん理解すたw

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:20:17.18

あーこれねこれ
自由研究でやったわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:20:47.97

で、何が出来るようになるん？

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:21:49.92

理解出来るセンテンスがひとつもないよ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:24:22.28

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？

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:24:49.49

なんG民バカすぎワロタw
大学院すら修了してなさそう…w

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:24:55.01

>>18
99%やぞ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:25:45.59

予言者おるやんすごい！

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:25:53.49

>>34
院卒だけどわからん

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:26:07.09

>>34
院とか日本では逆にコスパ悪いだろ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:26:27.17

>>34
修士とかインキャしかいかんやろ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:26:45.64

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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:27:01.38

>>18
100%定期

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:27:01.97

なるほど！分からん！

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:27:28.23

あー小学校の理科の授業で全クリしたわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:27:35.82

ワイが唱えてた説にようやく追いついたようだな

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:27:44.43

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?

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:27:50.19

>>38
>>39
コンプ丸出しでワロタ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:28:38.34

>>46
ワイ東工大やけど

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:28:39.06

まさか出来るとは思わんかったわ
まさかやね

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:30:26.99

アナルに出したら細胞すり抜けて受精するって話見たことある気がするけどほんとなんだすか？

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:30:49.15

ワイオリカビ大学出身やけど大体は分かったわ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:31:09.66

ぶっちゃけこれに関してはそんなに難しくなくないか？こういうスレの大半は訳分からんことばっかやが

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:31:11.92

>>47
ワイ東工大院卒やけど

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:31:12.36

インターステラーが現実になるんか？

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:31:36.46

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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:33:07.99

何言ってるか分からん

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:33:16.09

>>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

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:33:41.18

つまりどういうことや

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:33:59.23

>>52
じゃあ説明してくれよ

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:35:25.45

>>51
こういうのか?
超高速量子経路干渉法によるGaAs半導体中の電子デコヒーレンス時間測定
電子とフォノンが結合した量子系を光パルスで制御し、電子状態の干渉形状の変化をフェムト秒の時間精度で計測。
GaAs単結晶中の光励起電子のデコヒーレンス時間を定量的に決定。
光励起電子のデコヒーレンス過程が周りの電子との衝突によることを解明。
概要
東京工業大学物質理工学院材料系の高木一旗大学院生（博士後期課程2年）、科学技術創成研究院フロンティア材料研究所の萱沼洋輔特任教授（研究当時。現大阪公立大学客員教授）と中村一隆准教授らの研究グループは、フェムト秒[用語1]光パルス[用語2]を利用した超高速量子経路干渉法を用いて、半導体単結晶における電子デコヒーレンス時間の計測に成功した。さらに光誘起電子のデコヒーレンス過程は周りの電子との衝突によることを明らかにした。

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:36:38.10

これとかまじで意味わからん
どいうこと?
「パラレルワールドの一方だけが極端に変化することはない」ことを証明

2023.05.08
理論物理学における超弦理論によると、パラレルワールドが存在することが予想されています（ミラー対称性予想）。これら２つの世界（AサイドとBサイド）の違いは、それぞれの世界に隠されている6次元の図形（AとB）の違いであるとされていますが、これらの図形は極めてよく似ている上、目に見えないため、理論上、わたしたちはどちらの世界に住んでいるかを区別することはできません。これまでに、図形Aの性質についての研究が盛んに行われ、一定の条件下ではその内部では極端な変化（爆発）は起こらないことが知られています。

　ところが近年、図形AとBはある法則に従って連動しており、見かけ上は異なる部分どうしが対応していることが発見されました。ただし、その連動の内容や程度はよく分かっておらず、図形Bの性質についての研究はまだ進んでいません。

　本研究では、図形Bの挙動も、図形Aと同様の性質を持つかどうかを数学的に調べました。その結果、Aサイドに関する知見をBサイドに転写することに成功し、図形Bの内部でも、一定の条件下では爆発は起こらないことを証明しました。

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:36:55.69

同窓会には行けませんブラジルにいます🇧🇷

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:37:05.18

要するに人力サブフレームリセットの再現率95%みたいな話か？

**それでも動く名無し** · 2023/06/02(金) 02:37:55.85

>>58
トンネル効果において障壁の高さを調整するのではなく運動方向において放物線的に制御することで同様の効果が得られるってことや