جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند

فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند

درهم‌تنیدگی کوانتومی، که آلبرت اینشتین آن را «حرکت شبه‌وار از فاصله‌های دور» نامیده بود، پدیده‌ی عجیبی است؛ در این پدیده دو ذره‌ی کوانتومی از فاصله‌دور با هم تعامل می‌کنند و موجودیت خود را به اشتراک می‌گذارند.

طی این نوع برهم‌کنش، هرچیزی که روی یکی از آن دو تاثیر بگذارد، بر دیگری نیز تاثیر دارد، حتی اگر به اندازه‌ی چندین سال نوری از هم فاصله داشته باشند! شاید این اتفاق غیرمعقول به نظر برسد، ولی از درهم‌تنیدگی کوانتومی در آزمایشگاه های دنیا در حال حاضر استفاده می‌کنند و فیزیکدانان چینی رکورد بیشترین تعداد فوتون‌های نوری که می‌شود به دام انداخت را شکستند.

اگر به یک پدیده‌ی نادر فکر کنیم و بحث را به این محدود کنیم که چه اتفاقی برای یک ذره، وقتی در افق رویداد سیاه‌چاله سقوط می‌کند، می‌افتد، هنوز جواب را نمی‌دانیم! درهم‌تنیدگی کوانتومی در سال‌های اخیر به یک موضوع جدی برای فیزیکدانان تبدیل شده است تا بر روی همه‌چیز، از رمزگذاری تا دورفرستی (teleportation) کار کنند.

کامپیوترهای کوانتومی به طور قطع به جالب‌ترین نرم‌افزار درهم‌تنیدگی کوانتومی تبدیل شده‌اند. فناوری که انتظار می‌رود تا همه‌چیز، از جمله نحوه‌ی پردازش و ذخیره‌ی اطلاعات در آینده را تغییر دهد. مثلا در نظر بگیرید: هم‌اکنون کامپیوتر کوانتومی گوگل ۱۰۰ میلیون برابر از لپ‌تاپ شما سریع‌تر است.

فیزیکدانان به خوبی توانستند فوتون‌ها را در آزمایشگاه به دام اندازند؛ به طوری که این تیم در آمریکا فهمیده‌اند که چگونه کارمندان را با چشم غیرمسلح استخدام کنند که تنها محدودیت آن، تعداد فوتون‌هایی است که در یک ثانیه به دام می‌اندازد.

به گزارش دانشگاه MIT آمریکا، تا همین اواخر فقط توانستند تعداد ۸ فوتون را در یک ثانیه به دام ‌اندازند و این اتفاق فقط ۹ بار در هر ساعت اتفاق می‌افتد. ما می‌خواهیم برای همیشه اثبات کنیم که کامپیوترهای کوانتومی و انتقال اطلاعات کوانتومی، فناوری مناسبی برای آینده است و ما در حال تولید درهم تنیدگی با فوتون‌های بیشتر در مقیاس‌های بزرگ‌تر هستیم.

هر زمانی که شما چیزی را می‌بینید، لمس می‌کنید و یا می‌بویید، در حال تجربه‌ی جهان کوانتومی هستید

خوشبختانه این همان پروژه‌ای است که تیمی از دانشگاه هیفی در چین بر روی آن کار می‌کند. آن‌ها به تازگی بیان کرده‌اند که برای اولین‌بار ۱۰ فوتون را گیر انداخته‌اند و مقیاس آن سه واحد بزرگ‌تر از همه‌ی آزمایشاتی است که تا به حال انجام شده است.

آن‌ها چگونه این کار را انجام دادند؟

محققان توسط فیزیکدان خی لین وانگ فهمیده‌اند که چه‌طور بر مشکل اصلی خود، یعنی به‌دام‌انداختن فوتون‌ها با روش «پارامتر زیرین تغییر خودبه‌خودی» غلبه کنند. در واقع اگر شما بخواهید فوتون‌های درهم‌تنیده تولید کنید، نیاز به یک فوتون پرانرژی دارید که با استفاده از یک لیزر آن را به دو فوتون با انرژی کمتر در داخل کریستال بوران بتا باریم تقسیم کنید. این دو فوتون به صورت طبیعی درهم‌تنیده خواهند شد.

برای ساختن ۸ فوتون یا ۱۰ فوتون درهم‌تنیده شما می‌توانید آن‌ها را توسط قطبنده تقویت کنید تا به‌طور هم زمان با هم ترکیب شوند و یک جفت درهم‌تنیده داشته باشید. برای تولید بیشتر و بیشتر جفت‌های درهم‌تنیده باید کریستال‌ها را بمباران کنید ولی درصد موفقیت شما ۱ در هر تریلیون است و باید حواستان باشد همان یکی که تولید شده است را بتوانید جمع‌آوری کنید.

بنابر tec review این کار آسانی نیست، چون معلوم نیست فوتون تولید‌شده از چه جهتی منتشر می‌شود. فیزیکدانان فوتون‌ها را از دو جهتی که محتمل‌تر است جمع‌آوری می‌کنند ولی بیشتر فوتون‌های درهم‌تنیده را از دست می‌دهند.

باید راه دیگری وجود داشته باشد!
تیم وانگ با محدود کردن جهت‌هایی که این فوتون‌های درهم‌تنیده ممکن است فرار کنند و کنترل شکل پرتوهای فوتونی توانستند این مشکل را حل کنند. این کار نه تنها تعداد فوتون های درهم‌تنیده را افزایش می‌دهد بلکه آن‌ها این تکنیک را با قدرت لیزر ۱۰ میلیون وات انجام می‌دهند که باعث می‌شود فوتون‌های بیشتری درهم‌تنیده شوند.

اندازه‌گیری درهم‌تنیدگی کوانتومی در واکنش‌های شیمیایی

محققان در مقاله‌ای ابراز کردند که برای اولین‌بار ۱۰ فوتون درهم‌تنیده‌ی منفرد مشاهده کرده‌اند. البته این موضوع قابل توجه است که نتایج این تحقیق به صورت آنلاین منتشر شد تا برای چاپ در مجله دوباره مورد بررسی قرار گیرد و تایید شود.

وقتی این فرآیند کارآمد تولید جفت‌های درهم‌تنیده کوانتومی به رسمیت شناخته شود می‌تواند به همه آزمایشگاه‌های دنیا منتقل شود تا به ما کمک کند که کامپیوترهای کوانتومی بدون نقصی بسازیم.

منبع: sciencealert

 دسته‌ها:
       
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
35
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
99
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
65
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
47
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
66

ذرات بنیادی

کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
تاریخچه سرن (قسمت ۱۷): آغاز به کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
23
بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۶): بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
17
50 سالگی سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۵): افتتاح ساختمان کروی و جشن ۵۰ سالگی سرن
16
تحقیقات سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۴): تحقیقات سرن گسترش می‌یابد
17
پادهیدروژن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۳): پادهیدروژن در سرن ساخته می‌شود
40