الكم النقل عن بعد والفضاء ، ومستقبل الحوسبة الكمومية؟
– أخبار 18 يوليو 2017 –
التشابك الكمي هو ظاهرة يكون فيها للجسيمين حالة تعتمد على بعضها البعض ، بغض النظر عن المسافة الجغرافية. يبدو أن التفاعلات بين جسيمتين متشابهتين تكون فورية. إذا كان الفوتونين على سبيل المثال متشابكان ، وتم تغيير حالة الفوتون A في فرنسا ، فإن الفوتون B الموجود في الولايات المتحدة سيتفاعل مع هذا التغيير على الفور.
إن معرفتنا بالواقع محكومة بنظريتين كبيرتين: ميكانيكا الكم ، من جهة ، والتي تتنبأ في جملة أمور بالتشابك الكمومي ، والنسبية العامة من ناحية أخرى ، التي تنص على أمور أخرى أنه لا يمكن لأي شيء أن يتجاوز سرعة الضوء. تقول النظرية الأولى أن جزيئين يمكن أن يتفاعلان على الفور على مسافات كبيرة ، وتقول النظرية الأخرى إنه مستحيل. ومع ذلك ، فإن كل من هاتين النظريتين ضروري لفهمنا للعالم.
التشابك الكمي هو الظاهرة التي تسمح لنا بالحديث عن النقل البعدي الكمومي. في هذه الحالة ، يتم استخدام الجسيمات المتشابكة لنقل حالة على الفور على مسافة كبيرة جدا. ومع ذلك ، لا يوجد نقل للطاقة أو المادة. لذلك ليس هناك الكثير للقيام به مع النقل الفوري كما نتصور ذلك. من أجل تحقيق مثل هذه التجربة ، وضعت الصين قمرا صناعيا في المدار. وهي مجهزة بمستقبِل فوتون قادر على تحديد الحالة الكمومية للفوتون الواحد. ولذلك ربط الفريق الصيني الفوتونات من قاعدة تقع على ارتفاع 4000 متر فوق مستوى سطح البحر في التبت. ثم أرسلوا أحد هذه الفوتونات إلى القمر الصناعي بينما بقي الفوتون الآخر للزوج المتشابك على الأرض. لقد قاموا في النهاية بقياس الفوتونات على الأرض وفي الفضاء والتلاعب بها. هذه هي الطريقة التي يمكن أن تحدث ظاهرة النقل عن بعد الكم. لقد تم بالفعل تنفيذ هذه التجربة من قبل ولكن ليس على مسافات بعيدة مثل: التجربة الصينية تنطوي على النقل الكمي 1200 كم في حين أن الرقم القياسي السابق كان 100 كم.
النقل الكمومي يمكن أن يلعب دورا مهما جدا في الحوسبة الكمومية. الفضاء هو الوسط المثالي لنشر الجسيمات دون خسائر بسبب الغلاف الجوي ، لذلك يجب أن تتضاعف التجارب في الفضاء.
الصورة من مجلة العلوم
مصادر
