به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از فارس، با استفاده از قوانین "شبح وار" پشت درگیری کوانتومی ، فیزیکدانان فکر می کنند راهی برای ایجاد جهش اطلاعات بین یک جفت الکترون جدا شده از راه دور پیدا کرده اند.

انتقال حالتهای اساسی بین فوتون ها و ذرات بدون جرم نور به سرعت در حال تبدیل شدن به رویداد قدیمی می شود ، همان حیله ای که ما هنوز در حال یادگیری برای سوء استفاده در فناوری ارتباطات محاسباتی و رمزگذاری شده هستیم.

اما آنچه که آخرین تحقیقات به دست آمده ، انتقال کوانتومی بین ذرات ماده است و اندازه گیری الکترون ها که می تواند به اتصال محاسبات کوانتومی با نوع الکترونیکی سنتی تر کمک کند.

جان نیکول ، فیزیکدان از دانشگاه دوستی در نیویورک می گوید: "ما شواهدی برای تعویض درهم تنیدگی ارائه می دهیم که در آن بین دو الکترون درگیری ایجاد نمی کنیم حتی اگر ذرات هرگز در تعامل نباشند و انتقال کوانتومی گیت کوانتومی یک روش بالقوه مفید برای محاسبات کوانتومی با استفاده از راه دور است."

کار ما نشان می دهد که این کار حتی بدون فوتون نیز می تواند انجام شود.

مشکل فیزیک برای آنچه که به نظر می رسد یک مفهوم ساده است که نشانه ای از فیزیک است.

اگر یک جفت کفش را از مغازه بخرید و یکی را پشت سر بگذارید به طور خودکار می دانید که کدام پا متعلق به لحظه ورود به خانه است. کفش ها به رفتار بیان کننده ای درهم تنیده شده اند.

اگر صاحب مغازه هنگام بازگشت شریک خود را به طور تصادفی بیرون بکشد فکر می کنید که آنها یا فروش شما را به خاطر آورده اند یا یک حدس خوش شانس ساخته اند و یا شاید در پیش بینی خود کمی «فریبنده» بودند.

عجیب و غریب و واقعی وقتی به نظر می رسد که تصور می کنیم کفش شما به تنهایی همزمان چپ و راست باشد ، حداقل تا زمانی که به آن نگاه کنید. در همان لحظه شریک کفش فروشی در مغازه نیز در حال شکل گرفتن است و انگار نگاه تند و زننده شما از آن فاصله دور است.

این نوعی مبادلات اصلی است که انیشتین برای راحتی بیش از حد فریبنده می دانست. تقریباً یک قرن بعد از اینکه فیزیکدانان این امکان را مطرح کردند ، اکنون می دانیم انتقال بین ذرات درهم پیچیده چگونگی کار جهان در یک سطح اساسی است.

در حالی که این دقیقاً یک نوع حمل و نقل از نوع Star Trek نیست که بتواند تمام اشیاء را در فضا پرت کند بلکه ریاضیات توصیف این پرش اطلاعات برای انجام انواع خاص در محاسبات بسیار مفید است.

منطق رایانه معمولی از یک زبان باینری بیت تشکیل شده است که دارای برچسب 1 یا 0 است. محاسبات کوانتومی با qubits ساخته شده است که می تواند هر دو مکان را به طور همزمان اشغال کند و امکانات بسیار زیادی را ارائه می دهد که فن آوری کلاسیک نمی تواند لمس کند.

مشکل این است که جهان مانند یک کفش بزرگ است و همه بازی ظریف خود "حدس بزن کدام پا" را به یک قمار کابوس و تهدید تبدیل می کند درست در لحظه ای که هر کیوبیت با محیط خود در تعامل است.

دستکاری فوتون ها برای انتقال حالات درهم تنیده آنها ساده تر می شود به این دلیل که می توان آنها را با سرعت نور در مسافت های عظیم از طریق خلاء یا پایین فیبر نوری از هم جدا کرد.

اما جدا کردن توده های درهم پیچیده مانند جفت الکترون با توجه به اینکه درهم و برهم شدن ناخوشایند آنها تقریباً مسلم است که وضعیت کوانتومی خالص ریاضی خود را خراب کنند ، یک چالش بزرگ است البته این یک چالش است که ارزش این تلاش را دارد.

نیکول می گوید: "الکترون های شخصی کوبیت های نویدبخش دارند زیرا خیلی راحت با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و قطب های الکترونی جداگانه در نیمه هادی ها نیز مقیاس پذیر هستند."

"ایجاد اطمینان متقابل مسافت های طولانی بین الکترون ها برای محاسبات کوانتومی ضروری است."

برای دستیابی به آن ، تیم فیزیکدانان و مهندسان از قوانینی استفاده کردند که در چاپ قوانین عجیب و غریب است.

هر دو الکترون که دارای حالت چرخش کوانتومی یکسان هستند نمی توانند همان نقطه را در فضا اشغال کنند. اما یک حفره وجود دارد که می گوید الکترون های اطراف می توانند چرخش های خود را عوض کنند ، تقریباً انگار اگر پای آنها را به اندازه کافی نزدیک کنید می توانید پای خود را تعویض کنید.

محققان قبلاً نشان داده بودند که این تبادل بدون نیاز به حرکت الکترون ها در هر حالت دستکاری می شود و یک روش بالقوه برای انتقال را ارائه می دهد.

این پیشرفت اخیر به نزدیک شدن فرایند به واقعیت فناوری کمک می کند و بر موانع عجیبی که کوانتوم را با فناوری محاسبات موجود متصل می کند ، مقابله می کند.

نیکول می گوید: "ما شواهدی برای تعویض درهم آمیختگی ارائه می دهیم که می توانیم بین دو الکترون درگیری ایجاد کنیم حتی اگر ذرات هرگز در تعامل نباشند و انتقال کوانتومی دروازه یک روش بالقوه مفید برای محاسبات کوانتومی با استفاده از راه دور است."

"کار ما نشان می دهد که این کار حتی بدون فوتون نیز می تواند انجام شود."

البته ، ما هنوز در راه جایگزینی فوتون ها با الکترون برای این نوع انتقال اطلاعات کوانتومی هستیم. محققان به اندازه ای که خود الکترون ها را اندازه گیری کرده اند نرفته اند و به این معنی که هنوز هم می توان انواع مختلفی از دخالت ها را برای استفاده از آهن به وجود آورد.

اما داشتن شواهد محکمی درباره امکان انتقال بین الکترونها علامت دلگرم کننده از امکاناتی است که برای مهندسان آینده فراهم ساخته است.

این تحقیق در Nature Communication منتشر شده است.

مترجم: حسین استواری

منبع: science alert

انتهای پیام/