دستیابی به اولین تداخل کوانتومی مولکولی در جهان با دقت ۹۲ درصد

محققان دانشگاه دارام انگلستان در یک دستاورد بزرگ برای تحقیقات مکانیک کوانتومی، برای اولین بار توانستند تداخل کوانتومی را بر روی مولکول‌ها انجام دهند. این تیم از تله‌های نوری دقیقاً کنترل شده یا «تله‌های نوری با طول موج جادویی» استفاده کردند تا محیط‌هایی را ایجاد کنند که از تداخل بلندمدت پشتیبانی کنند.

به گزارش اینترستینگ انجینیرینگ، تداخل کوانتومی یک پدیده مهم است که در آن دو ذره به‌گونه‌ای به هم متصل می‌شوند که وضعیت یکی از آنها بر دیگری تأثیر می‌گذارد، بدون توجه به فاصله میان آنها. این پدیده در حال حاضر برای توسعه روش‌های محاسباتی پیشرفته در حال بررسی است و کاربرد‌های مختلفی از جمله سنجش کوانتومی و محاسبات کوانتومی دارد.

در گزارش پیشین مجله «Engineering Interesting»، توضیح داده شده است که چگونه تداخل کوانتومی می‌تواند اطلاعات را بین دو یا چند نقطه منتقل کرده و ارتباطی بسیار سریع برقرار کند. همچنین این تداخل می‌تواند از طریق شبکه‌های کابل فیبر نوری موجود انجام شود، که این امر امکان استفاده از شبکه‌های کوانتومی در دنیای واقعی را بدون نیاز به ساخت زیرساخت‌های جدید فراهم می‌آورد.

تداخل کوانتومی مولکول‌ها برای اولین بار اگرچه تداخل کوانتومی بین اتم‌ها پیش از این چندین بار انجام شده است، تیم تحقیقاتی به رهبری سیمون کورنیش از دانشگاه دارام توانسته است این تداخل را برای اولین بار روی مولکول‌ها انجام دهد.

به گفته محققان، از آنجا که مولکول‌ها ویژگی‌ها و ساختار‌های اضافی مانند ارتعاش و چرخش دارند، می‌توان از این ویژگی‌ها در کاربرد‌های کوانتومی بهره برد.

کورنیش در این باره توضیح داد: «تداخل کوانتومی بسیار شکننده است، اما ما می‌توانیم دو مولکول را با استفاده از تعاملات بسیار ضعیف به هم متصل کنیم و سپس از از دست رفتن تداخل برای زمانی نزدیک به یک ثانیه جلوگیری کنیم.»

برای دستیابی به این دستاورد، تیم تحقیقاتی باید محیطی پایدار ایجاد می‌کرد که از هم‌جواری مولکول‌ها در طول زمان پشتیبانی کند.

تله‌های نوری این تیم از نور لیزری به‌طور ویژه تنظیم شده برای کنترل مولکول‌ها با دقت بالا استفاده کرد. این کار منجر به دستیابی به دقت تداخل کوانتومی بیش از ۹۲ درصد شد، حتی زمانی که خطا‌ها نیز در نظر گرفته شد. این نتایج نشان‌دهنده کنترل شگفت‌انگیز بر مولکول‌های فردی هستند.

کورنیش در این خصوص افزود: «این کار پتانسیل عظیم مولکول‌ها را به‌عنوان بلوک‌های سازنده برای تکنولوژی‌های کوانتومی نسل آینده نشان می‌دهد.»

دانکن روتلی، پژوهشگر پسا-دکتری در دانشگاه دارام و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، افزود: «تداخل مولکولی با عمر طولانی می‌تواند برای ساخت کامپیوتر‌های کوانتومی یا حسگر‌های کوانتومی دقیق استفاده شود و به درک طبیعت کوانتومی مواد پیچیده کمک کند.»

تداخل بلندمدت همچنین می‌تواند در دستیابی به اندازه‌گیری‌های دقیق در سنجش کوانتومی، شبیه‌سازی مواد کوانتومی پیچیده و پیشرفت روش‌های جدید محاسبات کوانتومی کمک کند.

این تحقیق می‌تواند در توسعه حافظه‌های کوانتومی نیز کمک کند. مشابه با دستگاه‌های ذخیره‌سازی داده‌های دودویی، این سیستم‌ها می‌توانند اطلاعات کوانتومی را برای مدت زمان طولانی‌تر ذخیره کرده و شبکه‌های کوانتومی را پیشرفت دهند.

این تحقیق گامی مهم در پیشرفت سیستم‌های محاسبات کوانتومی است. در حالی که بسیاری از تحقیقات در این زمینه بر روی محاسبات با تعداد بیشتر کیوبیت‌ها یا اصلاح خطا‌ها متمرکز بوده‌اند، نیاز است که به پدیده‌های کوانتومی مانند تداخل کوانتومی نیز پرداخته شود تا پیشرفت‌های عمده‌ای در تکنولوژی ایجاد شود.

نتایج این تحقیق در مجله «Nature» منتشر شده است.

انتهای پیام/