最小規模のイベントには大きな影響があります。そして、科学の分野では、ほとんどが非常に小さなものの奇妙な振る舞いを探究する量子物理学よりも優れていることを実証していません。 2019年、いくつかの論争にもかかわらず、量子実験は新しいさらに奇妙な場所に進み、実用的な量子コンピューティングは現実にますます近づきました。これらは、2019年の最も重要で驚くべき量子イベントでした。
グーグル、「量子至上主義」を主張
2019年の1つの量子ニュースが歴史の本になれば、それはおそらくGoogleからの大きな発表になるでしょう。テクノロジー企業は、「量子至上主義」を達成したと発表しました。これは、Googleが特定のタスクを従来のどのコンピュータよりも高速に実行できるコンピュータを構築したと言った、空想的な言い方です。 （クラシックコンピューターのカテゴリには、この記事を読むために使用しているデバイスなど、通常の古い1と0に依存するすべてのマシンが含まれます。）
グーグルの量子至上主義の主張は、裏付けられれば、コンピューティングの歴史における変曲点を示すだろう。量子コンピューターは、計算を実行するために、エンタングルメントのような奇妙な小規模の物理的効果や、ナノユニバースの特定の基本的な不確実性に依存しています。理論的には、その品質はこれらのマシンに古典的なコンピュータよりも優れた利点を与えます。彼らは簡単に古典的な暗号化スキームを破り、完全に暗号化されたメッセージを送信し、古典的なコンピュータよりも速くいくつかのシミュレーションを実行し、一般に難しい問題を非常に簡単に解決できます。難しさは、これらの理論的な利点を利用するのに十分な速度で量子コンピューターを作った人がいないことです。少なくともGoogleが今年の偉業を達成するまでは、誰も持っていませんでした。
しかし、誰もがテクノロジー企業の優位性主張を買うわけではない。オクラホマ州立大学の量子懐疑論者であり研究者であるSubhash Kakは、この記事でLive Scienceについていくつかの理由を説明しました。
Googleの量子至上主義の成果についての詳細をご覧ください。
キログラムは量子化します
もう1つの2019年の量子変曲点は、重みと測定の世界から来ています。すべての測定で質量の単位を定義する物理的なオブジェクトである標準のキログラムは、長さ130歳、重量2.2ポンドのプラチナイリジウムシリンダーでした。フランスの部屋に座っています。今年はそれが変わりました。
古いキロはかなり良かった、何十年にもわたってほとんど変化していない質量。しかし、新しいキロは完璧です：質量とエネルギーの基本的な関係、および量子スケールでのエネルギーの振る舞いの癖に基づいて、物理学者は、まったく変化しないキログラムの定義に到達することができました今年と宇宙の終わり。
完璧なキログラムについてもっと読む。
現実が少し壊れました
物理学者のチームは量子実験を計画しました。量子実験は、状況に対するあなたの見方によって事実が実際に変化することを示しています。物理学者は、小さな量子コンピューターで光子を使用して一種の「コイン投げ」を実行しました。結果は、それらの視点に応じて、異なる検出器で異なることがわかりました。
「私たちは、量子力学の奇妙な規則によって支配される原子と粒子のミクロの世界では、2人の異なる観測者がそれぞれの事実を受け取る権利があることを示しています」と実験家はLive Scienceの記事に書いている。 「言い換えれば、自然そのもののビルディングブロックに関する私たちの最良の理論によれば、事実は実際には主観的である可能性があります。」
客観的な現実の欠如についてもっと読む。
絡み合いはその魅力的なショットを手に入れました
物理学者が初めて、アルバートアインシュタインが「距離を置いて不気味なアクション」と説明した現象を写真に撮りました。この現象では、2つの粒子は距離を置いて離れているにもかかわらず物理的にリンクされています。量子世界のこの機能は長い間実験的に検証されていましたが、誰もがそれを目にしたのはこれが初めてでした。
エンタングルメントの忘れられないイメージについてもっと読む。
大きなことが多方面で起こった
ある意味では、エンタングルメントの反対の概念である量子重ね合わせにより、単一のオブジェクトを一度に2つ（またはそれ以上）の場所に配置できます。これは、粒子と波の両方として存在する物質の結果です。通常、これは電子のような小さな粒子で達成されます。
しかし、2019年の実験では、物理学者はこれまでで最大の規模で重ね合わせを引き出すことに成功しました。「フルオロアルキルスルファニル鎖が豊富なオリゴテトラフェニルポルフィリン」として知られる医学の世界からのかさ高い、2,000原子の分子を使用しました。
重ね合わせのマクロスケールの成果についてお読みください。
熱が真空を超えました
通常の状況では、熱は1つの方法でのみ真空を通過できます。 （夏の日に太陽の光線が空間を横切って顔を打つときに感じることです。）そうでない場合、標準の物理モデルでは、熱は次の2つの方法で移動します。 。 （この効果を感じるには、暖かいお茶のカップに手を巻きます。）次に、暖かい液体が冷たい液体に取って代わります。 （それはあなたがあなたの車のヒーターをつけて、内部を暖かい空気で満たすとき何が起こるかです。）それで、放射なしで、熱は真空を越えることができません。
しかし、量子物理学はいつものように、規則を破ります。 2019年の実験では、物理学者は量子スケールでは真空が本当に空ではないという事実を利用しました。代わりに、それらは存在の内外に飛び出す小さなランダムな変動に満ちています。十分に小さなスケールで、研究者は、熱が1つの変動から次の変動へとジャンプすることにより、明らかに空のスペースを横切って真空を横切ることを発見しました。
宇宙の量子真空を飛び越える熱についての詳細を読んでください。
原因と結果が後退した可能性があります
この次の発見は、実験的に検証された発見とはほど遠く、従来の量子物理学の領域をはるかに超えています。しかし、量子重力-量子力学の世界とアインシュタインの一般相対性理論の世界を統合するために設計された理論的構造-を扱う研究者は、特定の状況下では、ある出来事が早い時期に発生した影響を引き起こす可能性があることを示しました。
特定の非常に重いオブジェクトは、一般相対論のために、それらのすぐ近くの時間の流れに影響を与える可能性があります。これが正しいことはわかっています。そして、量子重ね合わせは、オブジェクトが一度に複数の場所に存在できることを要求します。非常に重いオブジェクト（大きな惑星のような）を量子重ね合わせの状態にすると、研究者は書いています。原因と結果が間違った順序で発生する奇妙なシナリオを設計できます。
原因と結果の逆転の詳細をご覧ください。
量子トンネリングクラック
物理学者は、「量子トンネリング」として知られている奇妙な効果について長い間知られており、粒子は通過できないように見える障壁を通過するように見えます。彼らが穴を見つけるほど小さいからではありません。 2019年に、実験によりこれが実際にどのように行われるかが示されました。
量子物理学は粒子も波であると言っており、あなたはそれらの波を粒子の位置の確率予測と考えることができます。しかし、それらはまだ波です。波を海の障壁にぶつけていくとエネルギーが失われますが、反対側には小さな波が現れます。量子の世界でも同様の効果が生じると研究者達は発見した。そして、バリアの向こう側に少しの確率波が残っている限り、パーティクルは、障害物を通り抜けて、それが収まらないはずの空間を通り抜ける可能性があります。
驚くべき量子トンネル効果についての詳細を読んでください。
金属水素が地球に現れたかもしれない
今年は超高圧物理学にとって大きな年でした。そして、最も大胆な主張の1つはフランスの研究所から来たものであり、それはそれが材料科学のための聖杯物質、金属水素を作成したと発表した。ジュピターのコアに存在すると考えられているような十分に高い圧力下では、単一陽子水素原子はアルカリ金属として作用すると考えられています。しかし、これまでに実験室で効果を実証するのに十分高い圧力を発生させることに成功した人はいません。今年、チームはそれを425ギガパスカル（海面での地球の気圧の420万倍）で見たと述べた。しかし、誰もがその主張を買うわけではない。
金属水素についてもっと読む。
量子カメを見た
磁場で過冷却された原子の塊をザップすると、「量子花火」が表示されます。原子のジェットが見かけ上ランダムな方向に発射します。研究者たちは花火に模様があるのではないかと疑っていましたが、見ただけでは分かりませんでした。しかし、コンピューターの助けを借りて、研究者たちは花火効果の形を発見しました。それは量子カメです。しかし、それがなぜそのような形をとるのかはまだ誰にもわかりません。
量子カメについてもっと読む。
小さな量子コンピューターが時間を取り戻した
時間は一方向のみに進むと考えられています。地面に牛乳をこぼしてください。汚れを完全に乾かして、同じきれいな牛乳をカップに戻す方法はありません。拡散する量子波動関数は拡散しない。
この場合を除いて、そうしました。物理学者は、小さな2キュービットの量子コンピューターを使用して、波のすべての波紋を、それを作成した粒子に返すアルゴリズムを作成することができました。つまり、イベントを巻き戻し、時間の矢を効果的に戻しました。
時間を逆転させる矢印の詳細をご覧ください。
別の量子コンピューターは16の未来を見た
1と0ではなく重ね合わせに依存する量子コンピューターの優れた機能は、一度に複数の計算を実行できることです。その利点は、2019年に開発された新しい量子予測エンジンで完全に表示されます。一連の接続されたイベントをシミュレートして、エンジンの背後にいる研究者は、16の可能な未来をエンジンの単一の光子にエンコードできました。これがマルチタスクです！
16の可能な未来についての詳細を読みます。
