دانشمندان موفق به رام کردن کیوبیت ابر رسانا شدند

0

کیوبیت ابررسانا یکی از امید بخش ترین فناوریهایی است که در جهت تحقق کامپیوترهای کوانتومی بدست آمده است که دانشمندان بتازگی اطلاعات جالبی در مورد آن دریافته اند. با دیپ لوک همراه باشید…کیوبیت ابررسانا یک اتم مصنوعی روی یک تراشه سیلیکونی است که در اثر اعمال جریان الکتریکی در خازن ها و نقاط اتصال تونلی ایجاد می شود. در آزمایش جدیدی که صورت گرفته، جریانی در یک مدار اعمال می شود که امواج الکترومغناطیسی را از یک فرکانس خاص، جذب یا نشر می کند. اکنون اگر این جریان توسط یک چیز فرا واقعی (مثل شنل نامرئی) ناپدید شود، به ” حالت تاریک” دست پیدا کرده ایم. با بکار بردن یک توالی از پالس های ریز موج، می توان از یک حالت تاریک برای استنباط چگونگی انتقال جمعیت از تراز پایه انرژی به تراز دوم انرژی بدون استفاده از پر جمعیت تر کردن تراز پایه استفاده کرد. انرژی انتقال یافته در این فرآیند معادل انرژی یک تک فوتون ریز موج با فرکانسی در حدود فرکانس فر مایکروویو آشپزخانه یا تلفن همراه است. این آزمایش با تکنیک ” پرتونگاری مقطعی کوانتومی ” نیز تائید شده است ؛ تکنیکی که  اندازه گیری های انجام شده تابع موج ( یا بطور عمومی تر ماتریس چگالی ) با استفاده از چرخش هایی در یک محیط کیوبیت مجرد را بازسازی می کند.

تطابق داده های تجربی و مدل نظری قابل توجه هستند و به ما این اطمینان را می دهند که متوجه شده ایم چه اتفاقی افتاده است و توانایی کنترل سیستم های کوانتومی این چنینی را داریم. این نشان می دهد که سیستمهای سه ترازی می توانند بجای کیوبیت های استاندارد دو ترازی، در فرآیند های کوانتومی استفاده شوند. یک حقیقت خیره کننده دیگر در مورد این آزمایش وجود دارد : محققان از یک به اصطلاح ” توالی غیر بصری ” برای انجام انتقالات استفاده کردند، یعنی ابتدا از یک پالس که تراز اول و دوم را جفت می کند و سپس پالسی که تراز پایه و تراز اول را جفت می کند استفاده شده است.

فرض کنید بخواهید از هلسینکی به نیویورک پرواز کنید و مجبور باشید در لندن هواپیمایتان را عوض کنید ، بطور معمول ابتدا از هلسینکی به لندن پرواز می کنید و سپس برای مدتی در فرودگاه لندن صبر می کنید سپس از لندن به نیویورک پرواز خواهید داشت. اما در دنیای کوانتومی بهتر است اندکی پس از اینکه هواپیمای لندن به نیویورک از زمین بلند شد سوار هواپیمای هلسینکی به لندن شوید. شما هیچ وقتی را در لندن صرف نمی کنید و درست در زمانی که هواپیمای هلسینکی به لندن می نشیند در نیویورک فرود خواهید آمد. این باورهای ما رادر هم می شکند اما آزمایش  انجام شده نشان داد که در واقع چنین چیزی اتفاق می افتد.

نتایج، علاوه بر ارتباطی که با محاسبات کوانتومی دارند حاوی پیامد های مفهومی عمیقی هستند. بسیاری از شناخت های ما از واقعیت بر اساس اصل پیوستگی است : برای رفتن از یک نقطه به نقطه دیگر باید از میان تمام مکان های بین آن دو عبور کرد. بنظر نمی رسد اشیای واقعی، از هیچ بوجود آمده باشند، اما آزمایش با این امر در تناقض هستند. فیزیک کوانتومی درست مانند یک معجزه ی بزرگ اجازه می دهد اشیا در این نقطه و دیگر نقاطی که اصلا وجود نداشته اند، ظاهر شوند.

دانلود مقاله ی اصلی به صورت PDF

دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی فیزیک ( تئورتیکال و محاسباتی) دانشگاه تهران و علاقه مند در زمینه های الکترودینامیک کوانتومی ، کرومودینامیک کوانتومی ، مکانیک آماری ذرات و میدان ها، ADS/CFT ،نظریه میدانهای کوانتومی نسبیتی ، نظریه ابر ریسمان ،اپتیک کوانتومی ، نظریه اطلاعات و رمز نگاری هستم.

ارسال نظر


*