پروژه ایجاد رایانه های کوانتومی و بیت های کوانتومی پرنده

محققان اطلاعات مشترك از يك فوتون و يك اتم دريافت كرده اند. اين كار نقطه عطف بسيار مهمي در جهت ايجاد رايانه هاي كوانتومي است كه از لحاظ عملياتي بسيار سريع تر از رايانه هاي متداول است.

در يك رايانه كوانتومي به جاي استفاده از ترانزيستورها و مدارهاي رايانه اي معمولي از اتم ها و ساير ذرات ريز براي پردازش اطلاعات استفاده مي شود. يك اتم مي تواند به عنوان يك بيت حافظه در رايانه عمل مي كنند و جابجايي اطلاعات از يك محل به محل ديگر نيز توسط نور امكان مي پذيرد.

كريس مونرو و همكارانش در دانشگاه ميشيگان براي ذخيره اطلاعات با استفاده از حالت مغناطيسي اتم از يك اتم كادميم به دام افتاده در ميدان الكتريكي استفاده كردند. در اين روش انرژي توسط يك ليزر به درون اتم پمپاژ شده و اتم وادار به گسيل فوتوني مي شود كه رونوشتي از اطلاعات اتم را در بر دارد و توسط آشكارساز قابل تشخيص است.

به نظر اوگن پولزيك فيزيكدان دانشگاه آرهوس دانمارك بيت هاي متحرك داراي اطلاعات كوانتومي قبليت كيلومترها پيمايش را دارند. در نتيجه امكان برقراري ارتباطات كوانتومي از فواصل بسيار دور وجود خواهد داشت.

به عقيده كريس مونرو اطلاعات با استفاده از پديده در هم تنيدگي دو شيئي انتقال مي يابند. به بياني ديگر در صورت در هم تنيدگي 1 اين دو مي تونند از نظر فيزيكي در مكان هاي جداگانه اي از هم باشند ولي اطلاعات مشتركي در يك زمان داشته باشند.

محققان قبلا موفق به در هم تنيدن جفت هايي از اتم ها و جفت هايي از الكترون ها شده بودند اما اين اولين باريست كه دانشمندان موفق به مشاهده درهم تنيدگي يك تك فوتون و يك تك الكترون شده اند. اين پديده به نظر كريس مونرو احتمالا در آزمايش هاي ديگري نيز تكرار خواهد شد اما به هر حال پديده اي غير قابل انتظار و دور از تصور است.

ذخيره اطلاعات در رايانه ها به صورت سري هايي از بيت هاي با حالت هاي روشن و خاموش صورت مي گيرد. در اتم كادميم در صورتي كه ميدان هاي مغناطيسي كوچك هسته و الكترون هاي بيروني در يك جهت قرار بگيرند روشن و در خلاف جهت خاموش محسوب مي شوند. كريس مونرو گفته است: اتم كادميم در هريك از اين حالات كه باشد مي تواند هزاران سال در همان حالت بماند.

در دنياي كوانتومي پديده ها به گونه اي متفاوت هستند. نكته اصلي در اين جاست كه اتم كادميم در يك لحظه مي تواند هم در حالت روشن و هم در حالت خاموش باشد. اين ابهام كاركردي فراتر از گستره عادي را براي رايانه هاي كوانتومي ايجاد مي نمايد زيرا اطلاعات عظيمي را به گروهي از اتم ها مي دهد كه از سويي مي توانند از طريق از هم در تنيدگي اطلاعاتشان را به اشتراك بگذارند.

درهم تنيدگي از جهتي شبيه به شكستن يك سكه به دو تكه است كه با مشاهده يك نصفه مي توان به شكل و مشخصات تكه ديگر پي برد زيرا دو تكه به صورت مشترك اطلاعات سكه كامل را در اختيار دارند. به عبارت ديگر مشاهده يك تكه مشخصات تكه دوم را كاملا روشن مي سازد حتي اگر كيلومترها از هم دور باشند.

كريس مونرو در اين باره مي گويد : انشتين اين موضوع را عملكرد شبح وار در فواصل زياد ناميد كه شبيه به ارتباط دو تكه در هم تنيده توسط سيم هاي نامرئي است كه ما اطلاعي از آنها نداريم اما براي محاسبات كوانتومي يك اصل كلي به شمار مي آيد.

گام بعدي مونرو آزمايش دو سيستم مشابه در كنار هم و در تنيدن دو فوتون مربوطه است. او اميدوار است كه اين امر منجر به درهم تنيدگي از راه دور دو اتم كادميم شود كه راهگشاي بخش اساسي ديگري از رايانه هاي كوانتومي است.

به نقل از سايت سي پي اچ تئوري