دانشمندان ویژگی شگفت انگیز همدوسی کوانتومی را کاربردی می کنند

6

فیزیکدانان طی ۱۰۰ سال گذشته، ویژگی های عجیب و غریب کوانتومی را بررسی کرده و حالا تلاش می کنند آنها را کاربردی کنند. یکی از مهم ترین این ویژگی ها، همدوسی کوانتومی است. با دیپ لوک همراه باشید… همدوسی کوانتومی یا به عبارتی برهم نهی کوانتومی، یک ویژگی کوانتومی است که به واسطه ی آن، یک شی می تواند به طور همزمان، در دو حالت قرار داشته باشد(مثال معروف گربه ی شرودینگر که به طور همزمان مرده و زنده است). حالا تیمی از فیزیکدانان و ریاضیدانان در دو مقاله ی جدید، راهی برای استفاده ی مفید از همدوسی کوانتومی معرفی کرده اند. در واقع آنها راه هایی برای اندازه گیری میزان همدوسی کوانتومی در یک سیستم، ارائه داده اند که می تواند در ارتباطات کوانتومی استفاده شود.  این روش اندازه گیری جدید، می تواند به سوالاتی از قبیل “همدوسی کوانتومی چگونه می تواند برای کاری مانند رمزنگاری و رمزگشایی کوانتومی پیام های خصوصی مفید باشد؟”  پاسخ می دهد. به عبارت دیگر، این روش جدید، کاربردهای عینی مفاهیم شگفت انگیز کوانتومی را به تصویر می کشد. نتایج این پژوهش در ژورنال PHYSICAL REVIEW A منتشر شد.

ویژگی شگفت انگیز همدوسی کوانتومی
طرح کلی یک سیستم تمیزدهنده ی فازها.

دانشمندان معتقدند که همدوسی کوانتومی را می توان به کمک یک اندازه گیری موسوم به “نیرومندی همدوسی کوانتومی” توصیف کرد که در این روش، میزان دشواری تخریب یک حالت همدوس کوانتومی (و تشکیل یک حالت خالص کوانتومی)، اندازه گرفته می شود. البته این اندازه گیری، نوع خاصی از یک اندازه گیری بسیار عمومی تر به نام “نیرومندی عدم تقارن” است. قضیه از این قرار است که وقتی یک سیستم کوانتومی، نامتقارن باشد، می توان چرخش های متفاوت آن را از یکدیگر تشخیص داد. در نتیجه فیزیکدانان می توانند از این سیستم نامتقارن به عنوان یک چارچوب مرجع فیزیکی در اندازه گیری های کوانتومی استفاده کنند. اندازه گیری هایی که در یک سیستم متقارن، امکان پذیر نیست.

فیزیکدانان، این نتایج را گامی بزرگ در راستای کاربردی کردن مفاهیم عجیب و غریب کوانتومی می دانند. اندازه گیری همدوسی کوانتومی، علاوه بر کاربردهای فیزیکی مانند ارتباطات امن، می تواند در سیستم های بیولوژیکی مانند فتوسنتز و مهاجرت پرندگان هم استفاده شود. در حال حاضر، پژوهش های بسیاری برای توسعه و گسترش تکنولوژی های کوانتومی، با سرعت در حال انجام هستند.

برگرفته از: PHYSICAL REVIEW A

دانلود مقاله ی اصلی به صورت PDF

زاده ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است.او علاقمند به دنیای کوانتوم، تکنولوژی، فوتبال و موسیقی (رپ/راک) بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز، بیگ تم و ماهنامه GB جی اس ام مشغول است.

گفتگو۶ دیدگاه

  1. سلام خانوم ریاحی
    من دانش آموزش سال سوم دبیرستان هستم و علاقه زیادی به فیزیک کوانتوم دارم میخواستم یکم ازتون مشاوره بگیرم
    اول از همه فرق بین شیمی کوانتوم با فیزیک کوانتوم چیه و هر کدومشون در مورد چه چیز هایی بحث میکنن
    بعد اینکه جداقل رتبه لازم برای قبولی در فیزیک کوانتوم باید چقدر باشه و چه دانشگاه هایی تو این زمینه بهترن
    و در اخر هم خودتون برای پیش مطالعه و مطالعه در این زمینه چه کتاب هایی رو پیشنهاد میکنید و کلا از کجا باید شروع کنم
    خیلی ممنون 

    • ناهید سادات ریاحی

      علی عزیز شما منو یاد دوران دبیرستان خودم انداختین. منم دقیقا سوم دبیرستان متوجه شدم به فیزیک کوانتوم، علاقه ی شدید دارم. علاقه مهم ترین امتیاز شماست. در مورد فرق بین فیزیک و شیمی کوانتومی، توی قسمت پرسش و پاسخ کوانتومی، دوست دیگری هم همین سوال شما رو پرسیده بود و من بهشون پاسخ دادم (اینجا).
      شما می تونین کوانتوم رو در دو رشته ی فیزیک و شیمی، بخونین. به این منظور در فیزیک باید گرایش ماده چگال و در شیمی ، گرایش شیمی فیزیک رو انتخاب کنید. (البته برای مقطع ارشد به بالا). فیزیک و شیمی هر دو جزو رشته های علوم پایه هستند و طبیعتا رتبه ی خیلی تک و درجه یکی نیاز ندارن، البته اگر بخواین در دانشگاه های تهران که یه سر وگردن از دانشگاه های دیگه بالاترن، قبول بشین؛ باید تلاشتونو بیشتر کنین. امیدوارم موفق باشید و البته اگه علاقه باشه موفقیت شما قطعیه.

      • سلام خانوم ریاحی
        منم تقریبا شرایط مشابه داشتم و دارم.
        ولی هرچه بیشتر به زمینه ی کوانتوم علاقه مند میشم بیشتر متوجه میشم پایه ی این علم فیزیک هس نه شیمی..
        با این که خودم دانشجوی شیمی تهرانم ولی اصولا برای درک بهترش مجبور میشم فیزیک و ریاضی بیشتری بخونه و به نظرم حتی استادای شیمی کواتوم هم سواد ریاضی متوسطی دارن مگر خیلی تاپ ها.
        شایدم اصلا نیاز ندارن به ریاضیات پیشرفته..
        ولی به نظرم کسی که شیمی میخونه و هدفش شیمی کوانتوم هستش..باید خودش ریاضیات و فیزیک بیشتری بخونه.

        • ناهید سادات ریاحی

          امین عزیز، نظر شما کاملا درسته و من تعجب میکنم اصن چرا غیر از این فکر می کردین که برای فهم کوانتوم باید به فیزیک و ریاضی، مسلط بود. یه دانشجوی شیمی محاسباتی که میخواد در فیلد کوانتومی کار کنه، قطعا باید قبل از هر چیز فیزیک و ریاضی رو به خوبی خونده باشه. شیمی، خودش از دل این فیزیک بیرون میاد.

ارسال نظر


*