[ad_1]
قم بالتسجيل للحصول على ملخص كامل لأفضل الآراء لهذا الأسبوع في رسائل البريد الإلكتروني الخاصة بـ Voices Dispatches. اشترك في النشرة الإخبارية الأسبوعية المجانية الخاصة بـ Voices
تمكن العلماء من ربط الجزيئات في حالات خاصة غريبة تجعلها تتفاعل مع بعضها البعض في وقت واحد حتى لو كانت على بعد أميال، وهو إنجاز يمكن أن يدفع الحوسبة الكمومية.
يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية حل بعض المشكلات بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية، حيث يمكنها إجراء عدة حسابات متوازية في نفس الوقت وبسرعات فائقة.
في حين أن البتات الحاسوبية الكلاسيكية تفترض قيمة إما 0 أو 1، فإن البتات الكمومية – أو الكيوبتات – يمكن أن تكون في نفس الوقت في حالة تراكب من 0 و 1، مما يسمح بإجراء مجموعة واسعة من الحسابات في نفس الوقت.
تستغل أجهزة الكمبيوتر هذه ظاهرة “التشابك” في فيزياء الكم ــ وهي حالة خاصة أطلق عليها الفيزيائي ألبرت أينشتاين اسم “الحركة الشبحية عن بعد” ــ حيث تتفاعل الجسيمات في وقت واحد حتى لو كانت تشغل طرفين متقابلين من الكون.
ويحدث ذلك عندما يصبح جسيمان مرتبطين ببعضهما البعض بشكل لا ينفصم بحيث يستمر هذا الارتباط، حتى لو كان أحد الجسيمين على بعد سنوات ضوئية من الجسيم الآخر.
يمكن أن يساعد التقدم الإضافي في التشابك الكمي في تطوير نماذج حاسوبية للمواد المعقدة التي يصعب محاكاة سلوكها، وإنشاء أجهزة استشعار كمومية تقيس بشكل أسرع من نظيراتها التقليدية.
ومع ذلك، فإن تحقيق التشابك الكمي الذي يمكن التحكم فيه يظل تحديًا.
وذلك لأن الباحثين ما زالوا غير واضحين بشأن أي منصة – الأيونات أو الفوتونات أو الذرات على سبيل المثال لا الحصر – هي الأفضل لإنشاء الكيوبتات.
الآن، أظهرت الدراسة الجديدة، التي نشرت في مجلة Science، لأول مرة أنه يمكن التلاعب بالجزيئات الفردية بعناية في هذه الحالات الكمومية المتشابكة.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة يوكاي لو من جامعة برينستون في الولايات المتحدة: “ما يعنيه هذا، من الناحية العملية، هو أن هناك طرقًا جديدة لتخزين ومعالجة المعلومات الكمومية”.
وبما أن الجزيئات يمكن أن تتفاعل بطرق أكثر من الذرات، يقول الباحثون إن تشابكها يمكن أن يكون مناسبًا تمامًا لبعض التطبيقات مثل محاكاة المواد المعقدة.
على سبيل المثال، يمكن للجزيء أن يهتز ويدور في أوضاع متعددة، ويمكن استخدام اثنين من هذه الأوضاع لتشفير الكيوبت.
ومع ذلك، فإن درجات الحرية التي تجعل الجزيئات جذابة للحوسبة الكمومية تجعل من الصعب التحكم فيها في الإعدادات المخبرية.
في الدراسة الأخيرة، تغلب العلماء على هذه التحديات باستخدام العديد من الأساليب الدقيقة، بما في ذلك استخدام الليزر لتبريد الجزيئات إلى درجات حرارة فائقة البرودة، حيث تحتل ميكانيكا الكم مركز الصدارة.
ثم باستخدام نبضات الميكروويف و”الملاقط الضوئية” – المستخدمة لمعالجة الجزيئات متناهية الصغر – يمكنهم جعل الجزيئات الفردية تتفاعل بشكل متماسك مع بعضها البعض وتكون متشابكة.
يقول الباحثون إن مثل هذا التشابك هو لبنة أساسية لكل من الحوسبة الكمومية ومحاكاة المواد المعقدة.
وقال لورانس تشيوك، مؤلف آخر للدراسة: “إن استخدام الجزيئات في العلوم الكمومية هو جبهة جديدة، ويعد عرضنا للتشابك عند الطلب خطوة رئيسية في إثبات إمكانية استخدام الجزيئات كمنصة قابلة للتطبيق لعلم الكم”.
[ad_2]
المصدر