Tardigrades không bị vướng víu lượng tử với qubit?

Các báo cáo về sinh vật đa bào đầu tiên bị “vướng víu lượng tử” đã làm dậy sóng internet nhưng các nhà vật lý nói rằng tất cả đều bị thổi phồng quá mức.

Tuần trước, các báo cáo chỉ ra rằng một con Tardigrade, một trong những loài động vật cứng cáp nhất mà chúng ta biết , đã làm một điều phi thường: Nó trở thành sinh vật đa bào đầu tiên “vướng víu lượng tử” và tồn tại. Khả năng bất khả chiến bại của Tardigrade là một thứ trong truyền thuyết, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi nghe nói rằng nó có thể đã trải qua một cuộc chạm trán với thế giới lượng tử.

Các báo cáo bắt nguồn từ một bài báo nghiên cứu được tải lên kho lưu trữ nghiên cứu bản in trước arXiv. Bài báo vẫn chưa được duyệt, đã tạo ra một loạt các tweet, bình luận trực tuyến và ảnh chụp màn hình của một tác phẩm Nhà khoa học mới có tường phí kèm theo cảm giác hoang mang và phấn khích. Tardigrade đã thêm một khía khác vào thắt lưng của nó.

Hay đã có nó? Con vật có thực sự bị vướng víu lượng tử không? Khi các nhà vật lý bắt đầu cân nhắc, câu trả lời trở nên lộn xộn hơn một chút nhưng sự đồng thuận dường như, khá nhanh chóng, loại bỏ ý tưởng về sự rối ren của Tardigrade.

John Bartholomew, một nhà phát triển phần cứng lượng tử tại Đại học Sydney, cho biết: “Cho rằng kết quả của quá trình vướng víu có thể được tái tạo mô tả tác động của tardigrade theo cách cổ điển – tức là không vướng víu – tôi nghĩ đó là trường hợp ở đây”…

Tardigrades lượng tử?

Tardigrade là một loài động vật không xương sống cực nhỏ được biết là có thể sống sót qua một số điều kiện khắc nghiệt nhất mà con người đã gây ra cho nó. Chân không của không gian? Chế độ dễ dàng cho Tardigrades. Đóng băng? Sự bức xạ? Tardigrades cũng tồn tại được điều đó – nhờ khả năng đi vào trạng thái tương tự như hoạt ảnh bị treo, được gọi là “trạng thái tun”.

Tun tardigrades trông như chết … nhưng không phải vậy. Sự trao đổi chất của chúng giảm xuống gần như bằng không (chúng trở thành “dị hóa”) và chúng có thể duy trì ở trạng thái đó, một số thí nghiệm đã gợi ý, trong nhiều thập kỷ. Những đặc điểm đó làm cho sinh vật trở thành một lựa chọn tốt cho thí nghiệm cụ thể này vì máy tính lượng tử yêu cầu nhiệt độ cực lạnh để hoạt động.

Thế giới lượng tử thực sự kỳ lạ và để hiểu được thí nghiệm này, chúng ta phải (cố gắng) hiểu nó. Đó là nơi mà sự hiểu biết của chúng ta về vật lý bắt đầu bị phá vỡ.

Rối lượng tử là một điều kỳ lạ của thế giới này có thể nhìn thấy hai thứ – như các electron – được liên kết theo cách về cơ bản có nghĩa là chúng không thể được mô tả riêng biệt. Đó là một khái niệm khó, khó hiểu và sau khi nói chuyện với nhiều chuyên gia về vấn đề này, tôi vẫn đấu tranh để hiểu nó.

Một qubit là một hệ thống lượng tử và có thể có hai trạng thái, giống như một bit máy tính cổ điển có thể là 0 hoặc 1. Nếu bạn liên kết hai qubit, bạn có thể tạo một hệ thống hai qubit mới trong đó các qubit có thể tồn tại ở cả hai. trạng thái cùng một lúc . Bạn có thể có qubit A là 0/1 và qubit B là 0/1 nhưng sẽ không thể nói một trong hai qubit đang ở trạng thái nào trước khi đo chúng.

Bối rối? Không sao đâu. Những gì bạn cần biết là trong nghiên cứu in trước này, các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng họ có thể vướng vào một qubit với một Tardigrade. Trong thử nghiệm của mình, họ đã tạo ra hệ thống hai qubit này được mô tả ở trên và đặt một phân hạng Tardigrade lên trên cùng của một qubit (B). Họ để miễn phí Tardigrade qubit (A) khác. Các nhà nghiên cứu cho biết, đặt Tardigrade lên trên qubit B, đã làm giảm tần số của nó. Họ cho rằng đây là bằng chứng của sự vướng víu.

Các nhà vật lý khác không đồng ý?

Douglas Natelson, giáo sư vật lý tại Đại học Rice ở Texas, cho biết: “Để sự vướng víu trở nên có ý nghĩa … bạn phải có một số trạng thái bên trong mà bạn đang nhìn vào. Natelson đã ghi lại những suy nghĩ của mình trong một bài đăng blog ngắn . Ông viết: “Đây không phải là “ sinh học lượng tử ”.

Nói một cách đơn giản, sự hiện diện của Tardigrade trên đầu qubit B có thể làm thay đổi tần số của qubit nhưng điều đó không có nghĩa là trình thu thập thông tin cực nhỏ đã vướng vào qubit. Để nói về sự vướng víu, bạn muốn đo các thuộc tính lượng tử của tardigrade mà thí nghiệm không thực hiện được.

Bạn có thể dễ dàng thay thế Tardigrade bằng bụi trong thử nghiệm và bạn sẽ thấy hiệu ứng tương tự đối với qubit.

Nếu tất cả những điều đó đã qua đầu bạn (và công bằng mà nói, tôi hiểu), thì có lẽ cách đơn giản nhất để hiểu toàn bộ mớ hỗn độn tardigrade lượng tử này là nhờ nhà vật lý thực nghiệm Ben Brubaker, người đã viết một chủ đề toàn diện về chủ đề này : ” của bài báo cho thấy rất nhiều tuyên bố mạnh mẽ hơn nhiều so với dữ liệu có thể hỗ trợ, “ ông viết.

CNET đã liên hệ với Rainer Dumke, một nhà vật lý lượng tử tại Đại học Công nghệ Nanyang ở Singapore, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, nhưng không nhận được phản hồi.

Mặc dù khía cạnh vướng víu dường như gây hiểu lầm ít nhất, nhưng có một khía cạnh ấn tượng khác của thử nghiệm mà đáng lẽ những người hâm mộ Tardigrade lại một lần nữa hoan nghênh khả năng gần như bất khả chiến bại của con thú nhỏ.

Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng, để thực hiện thí nghiệm của họ, Tardigrade đã sống sót trong những điều kiện khắc nghiệt nhất mà nó từng phải chịu. Vận hành hệ thống lượng tử yêu cầu nhiệt độ cực lạnh, gần như không trên độ không tuyệt đối (-459 độ F). Trong trường hợp này, nhiệt độ của con vật nhỏ may mắn này đã ở nhiệt độ này và ở áp suất cực thấp trong hơn 17 ngày .

Nhóm nghiên cứu lý do điều này cho thấy các quá trình trao đổi chất hoàn toàn bị dừng lại ở trạng thái Tardigrades. Ở nhiệt độ thấp như vậy, các phản ứng hóa học trở nên bất khả thi. Do đó, Tardigrade về cơ bản đã bị đóng băng theo thời gian: sinh học bên trong của nó đã ngừng lại.

Sau khi thí nghiệm kết thúc, nhóm nghiên cứu đưa Tardigrade về áp suất và nhiệt độ khí quyển bình thường, đồng thời bù nước cho động vật không xương sống trong nước. Điều mà một số báo cáo còn thiếu là thực tế quá trình này được thực hiện ba lần, mỗi lần có một tốc độ trễ khác nhau. Chỉ một lần Tardigrade được hồi sinh thành công, khi sự trở lại từ áp suất cực thấp về áp suất phòng (và nhiệt độ) diễn ra một cách “nhẹ nhàng.”

Mặc dù các tiêu đề về rối lượng tử rất thú vị, nhưng thật không may, lại gây hiểu nhầm. Các thực tiêu đề ở đây là các nhà khoa học đã cho thấy một lần nữa như thế nào hardy một gấu nước có thể – và có lẽ, Bartholomew nói, nghiên cứu này có thể mở ra cánh cửa để kết hợp gấu nước vào thí nghiệm lượng tử khác trong tương lai.

Theo: Cnet.