جدول المحتويات:

مفارقة الكم في الماس
مفارقة الكم في الماس
فيديو: مفارقة الكم في الماس
فيديو: مبرهنة بيل ونقض مفارقة أينشتاين في فيزياء الكم Bell's Theorem 2023, شهر فبراير
Anonim

يمكن لنسخة واقعية من لغز Zeno اليوناني القديم أن تعزز الحوسبة الكمومية.

لوحظ تأثير كمي سمي على اسم لغز يوناني قديم في الماس ، مما مهد الطريق لاستخدام بلورات الماس في رقائق الكمبيوتر الكمومية.

حصل تأثير Zeno الكمي على اسمه من الفيلسوف اليوناني Zeno of Elea ، الذي عاش في القرن الخامس قبل الميلاد واقترح أنه إذا كان موضع السهم الطائر محددًا جيدًا للحظة من الزمن ، فلن يحرز أي تقدم في تلك اللحظة ، وبالتالي لا يمكن أن تصل إلى وجهتها.

في النسخة الكمومية لمفارقة السهم ، افترض الفيزيائيون النظريون في عام 1977 أنه إذا تم قياس النظام الكمي في كثير من الأحيان بشكل كافٍ ، فإن حالته لن تكون قادرة على التقدم ، كما لو كان صحيحًا أن "القدر المرصود لا يغلي أبدًا". تنشأ الفرضية من فرضية أساسية لنظرية الكم ، والتي تقول أن قياس خاصية كائن ، مثل موضعه ، يؤثر على حالته. لوحظ تأثير Zeno الكمومي لأول مرة بشكل تجريبي في عام 1989 في الأيونات المبردة بالليزر المحصورة بواسطة المجالات المغناطيسية والكهربائية.

الآن ، لاحظ عالم فيزياء الكم أوليفر بنسون وزملاؤه في جامعة هومبولت في برلين التأثير في بلورة الماس - وهي مادة يسهل تصنيعها على نطاق واسع للحوسبة الكمومية. نشر الفريق ورقته البحثية على ملف arXiv وتم قبوله للنشر في Physical Review A.

التذبذبات المعطلة

ركز الباحثون على مراكز النيتروجين والشواغر (NV) ، والعيوب الموجودة في الماس التي تنشأ عندما تحل ذرة من النيتروجين والفضاء الفارغ محل ذرات الكربون في نقطتين متجاورتين في الشبكة البلورية. استخدم الفريق الموجات الدقيقة لتغيير حالة الدوران المغناطيسية للإلكترون الموجود في مركز NV ، ثم استخدم شعاع الليزر لتحفيز التألق الأحمر الذي كشف عن أي من الحالتين المحتملتين كان الإلكترون موجودًا في أي لحظة. عندما قاسوا مركز NV بهذه الطريقة ، وجد الباحثون أن التذبذب بين الحالتين قد تعطل - تمامًا كما هو متوقع إذا كان تأثير Zeno الكمومي يعمل.

يقول بنسون ، مشيرًا إلى التناظرية الكمومية للبوابات المنطقية التي تشكل الدوائر المتكاملة في رقائق الكمبيوتر العادية: "الخطوة الأولى هي أن نرى التأثير موجودًا ، لكن الخطوة التالية هي تنفيذ بوابات كمومية تعتمد على الألماس". في الحوسبة الكمومية ، يتم تخزين المعلومات في الحالات الكمومية للحاملات مثل الفوتونات أو عيوب الماس. ولكن حتى الآن ، منع عدم الترابط ، وهو تدهور في الحالات الحساسة الناجمة عن الضوضاء في البيئة ، الباحثين من تخزين أكثر من بضع بتات من المعلومات الكمومية المرتبطة في بلورة الماس في وقت واحد. يقول بنسون إن قياس الحالات باستمرار يمكن أن يحميها من الانحلال غير المنضبط ويسمح للباحثين بزيادة كمية المعلومات المخزنة.

يقول رونالد والسورث ، عالم الفيزياء الذرية بجامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس ، والذي قدم فريقه اقتراحًا مبدئيًا في عام 2010 بأن تأثير زينو الكمومي يعمل في الألماس ، إن الأدلة آخذة في الازدياد ، ولكن ربما يلزم أن يكون أكثر وضوحًا من اضطراب ترجع التذبذبات إلى العملية الكمومية ، وليس التأثيرات الأخرى ، قبل أن يمكن استخدامها في الحوسبة الكمومية.

يقول عالم فيزياء الكم رونالد هانسون ، الذي يعمل مع وظائف النيتروجين في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا ، إن تجربة بنسون ، جنبًا إلى جنب مع ورقة بحثية في أبريل تظهر أنه يمكن ربط الدورات في مراكز NV التي تفصل بينها مسافة 3 أمتار ، تشير إلى أن الماس يكتسب مكانة مادة مناسبة للحوسبة الكمومية. يقول: "في غضون سنوات قليلة ، سنتجاوز الفخاخ الأيونية".

شعبية حسب الموضوع