دستیابی به اولین تداخل کوانتومی مولکولی در جهان با دقت ۹۲ درصد

محققان دانشگاه دارام انگلستان در یک دستاورد بزرگ برای تحقیقات مکانیک کوانتومی برای اولین بار توانستند تداخل کوانتومی را بر روی مولکول ها انجام دهند. این تیم از تله های نوری دقیقاً کنترل شده یا «تله های نوری با طول موج جادویی» استفاده کردند تا محیط هایی را ایجاد کنند که از تداخل بلندمدت پشتیبانی کنند.

به گزارش اینترستینگ انجینیرینگ تداخل کوانتومی یک پدیده مهم است که در آن دو ذره به گونه ای به هم متصل می شوند که وضعیت یکی از آنها بر دیگری تأثیر می گذارد بدون توجه به فاصله میان آنها. این پدیده در حال حاضر برای توسعه روش های محاسباتی پیشرفته در حال بررسی است و کاربرد های مختلفی از جمله سنجش کوانتومی و محاسبات کوانتومی دارد.

در گزارش پیشین مجله «Engineering Interesting» توضیح داده شده است که چگونه تداخل کوانتومی می تواند اطلاعات را بین دو یا چند نقطه منتقل کرده و ارتباطی بسیار سریع برقرار کند. همچنین این تداخل می تواند از طریق شبکه های کابل فیبر نوری موجود انجام شود که این امر امکان استفاده از شبکه های کوانتومی در دنیای واقعی را بدون نیاز به ساخت زیرساخت های جدید فراهم می آورد.

تداخل کوانتومی مولکول ها برای اولین بار اگرچه تداخل کوانتومی بین اتم ها پیش از این چندین بار انجام شده است تیم تحقیقاتی به رهبری سیمون کورنیش از دانشگاه دارام توانسته است این تداخل را برای اولین بار روی مولکول ها انجام دهد.

به گفته محققان از آنجا که مولکول ها ویژگی ها و ساختار های اضافی مانند ارتعاش و چرخش دارند می توان از این ویژگی ها در کاربرد های کوانتومی بهره برد.

کورنیش در این باره توضیح داد: «تداخل کوانتومی بسیار شکننده است اما ما می توانیم دو مولکول را با استفاده از تعاملات بسیار ضعیف به هم متصل کنیم و سپس از از دست رفتن تداخل برای زمانی نزدیک به یک ثانیه جلوگیری کنیم.»

برای دستیابی به این دستاورد تیم تحقیقاتی باید محیطی پایدار ایجاد می کرد که از هم جواری مولکول ها در طول زمان پشتیبانی کند.

تله های نوری این تیم از نور لیزری به طور ویژه تنظیم شده برای کنترل مولکول ها با دقت بالا استفاده کرد. این کار منجر به دستیابی به دقت تداخل کوانتومی بیش از ۹۲ درصد شد حتی زمانی که خطا ها نیز در نظر گرفته شد. این نتایج نشان دهنده کنترل شگفت انگیز بر مولکول های فردی هستند.

کورنیش در این خصوص افزود: «این کار پتانسیل عظیم مولکول ها را به عنوان بلوک های سازنده برای تکنولوژی های کوانتومی نسل آینده نشان می دهد.»

دانکن روتلی پژوهشگر پسا-دکتری در دانشگاه دارام و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی افزود: «تداخل مولکولی با عمر طولانی می تواند برای ساخت کامپیوتر های کوانتومی یا حسگر های کوانتومی دقیق استفاده شود و به درک طبیعت کوانتومی مواد پیچیده کمک کند.»

تداخل بلندمدت همچنین می تواند در دستیابی به اندازه گیری های دقیق در سنجش کوانتومی شبیه سازی مواد کوانتومی پیچیده و پیشرفت روش های جدید محاسبات کوانتومی کمک کند.

این تحقیق می تواند در توسعه حافظه های کوانتومی نیز کمک کند. مشابه با دستگاه های ذخیره سازی داده های دودویی این سیستم ها می توانند اطلاعات کوانتومی را برای مدت زمان طولانی تر ذخیره کرده و شبکه های کوانتومی را پیشرفت دهند.

این تحقیق گامی مهم در پیشرفت سیستم های محاسبات کوانتومی است. در حالی که بسیاری از تحقیقات در این زمینه بر روی محاسبات با تعداد بیشتر کیوبیت ها یا اصلاح خطا ها متمرکز بوده اند نیاز است که به پدیده های کوانتومی مانند تداخل کوانتومی نیز پرداخته شود تا پیشرفت های عمده ای در تکنولوژی ایجاد شود.

نتایج این تحقیق در مجله «Nature» منتشر شده است.

انتهای پیام/