美国和加拿大科学家展开的一项试验标明,已延用135年的阿伦尼乌斯公式需做修正,才干应用于量子范畴。相关论文发表于新一期《物理谈论X》杂志。
阿伦尼乌斯公式由1903年诺贝尔化学奖得主、瑞典科学家斯万特·奥古斯特·阿伦尼乌斯创建,提醒了化学反应速率常数随气温改变的联系。
在最新研讨中,耶鲁大学罗德里戈·科蒂尼亚斯等人,运用一个小型超导电路构建了一个量子比特。他们运用微波,使电路中的电流在两个势能阱内振动。因为量子隧穿效应,体系内的搅扰或许会使量子比特意外地从一个势能阱跃迁到另一个阱。
依据阿伦尼乌斯公式,添加两个势能阱之间的能量差,应该会使量子比特在它们之间产生量子隧穿的频率呈指数级下降,然后得到一条滑润的曲线,但试验成果却呈现为一条相似楼梯的锯齿线。
研讨人员剖析发现,形成这一差异的原因首要在于量子比特的能级束缚。在宏观世界中,阿伦尼乌斯公式假定量子比特可具有任何能级,但在量子理论中,只允许其具有一组特别的离散能级。因而,阿伦尼乌斯公式一定要通过修正,才干应用于量子范畴。研讨人员表明,在易受量子效应影响的体系中运用传统的阿伦尼乌斯公式,有几率会使较大差错。
这一意外发现协助研讨人员对量子比特进行了改善,使其在一个势能阱中的停留时间比较以往延长了10倍。这提升了量子比特的可靠性,关于量子计算机的研发至关重要。(记者刘霞)