متنوع

تُظهر تجارب "Qutrit" تقدمًا في النقل الآني الكمي

تُظهر تجارب

قد يستحضر مصطلح "النقل عن بعد الكمي" أفكارًا عن أعضاء طاقم الفضاء يتم بثهم عبر الفضاء في Star Trek. في حين أن الواقع ليس مثيرًا للإعجاب تمامًا ، إلا أن الطبيعة الغامضة لميكانيكا الكم تجعله موضوعًا مقنعًا لا يمكن إنكاره.

تم إصدار نتائج جديدة هذا الأسبوع: لأول مرة على الإطلاق ، قام الباحثون بنقل آني لكوتريت ، وهي وحدة من المعلومات الكمية الموجودة على شكل ثلاث حالات كمية متعامدة.

ذات صلة: ما الذي سيتغير الحوسبة الكمية بالضبط

تجارب Qutrit عن بعد

كما ذكرت مجلة Scientific American ، فإن النتائج المستقلة من فريقين توضح بالتفصيل تقدمًا مهمًا في مجال النقل الآني الكمي.

لطالما اقتصر النقل الآني الكمي على الكيوبتات. هذه هي وحدة المعلومات الكمومية التي تعادل "بت" في الحوسبة الكلاسيكية.

من خلال تجارب إثبات المفهوم ، تبين أن الكيوتريتات ، التي يمكن أن تحمل معلومات أكثر من الكيوبتات ، يمكن أن تكون متشابكة ويمكن استخدامها في شبكات الكم في المستقبل.

بقيادة الفيزيائي Guang-Can Guo ، أجرى فريق من الباحثين في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين (USTC) أبحاثهم وأبلغوا النتائج في ورقة ما قبل الطباعة في 28 أبريل. لم يتم نشر عملهم بعد في نظير - مجلة مراجع.

بعد فترة وجيزة ، في 24 يونيو ، أعلن فريق آخر ، برئاسة أنتون زيلينجر من الأكاديمية النمساوية للعلوم وجيان وي بان من USTC ، عن نتائجه في ورقة ما قبل الطباعة سيتم نشرها فيرسائل المراجعة البدنية.

قال ويليام ووترز ، الفيزيائي في كلية ويليامز الذي لم يشارك في الدراسات ، لـ Scientific American: "تُعد كل واحدة من هذه [التجارب] تقدمًا مهمًا في تقنية النقل الآني".

التشابك الكمي: إنشاء كلمة مرور غير قابلة للاختراق

التشابك الكمي غريب للغاية لدرجة أن ألبرت أينشتاين وصفه ذات مرة بأنه "عمل مخيف عن بعد".

يصف العلاقة بين الخصائص الأساسية - مثل الزخم أو الموضع أو الاستقطاب - لجسيمات منفصلة لا يمكن أن تحدث بالصدفة.

حقيقة أن الإجراءات التي يتم إجراؤها على جسيم واحد تؤثر على جسيمه المتشابك `` التوأم '' - حتى على مسافة - يسمح باستخدام هذه الجسيمات في الحوسبة الكمومية.

التقط العلماء أول صورة على الإطلاق لظاهرة وصفها ألبرت أينشتاين بأنها "عمل مخيف عن بعد". تُظهر الصورة شكلاً قويًا من التشابك الكمومي ، حيث يتفاعل جسيمان ويتشاركان في الحالات المادية للحظة. BBCNewshttps: //t.co/qP3aeo0Q5gpic.twitter.com/UtxGCzG8jG

- The SETI Institute (SETIInstitute) 13 يوليو 2019

الكثير من الأبحاث ، على سبيل المثال ، تدور حول فائدة التشابك في الأمن السيبراني.

في عام 2017 ، استخدم Pan و Zeilinger وفريقهم القمر الصناعي الصيني Micius لإجراء تجربة. تم نقل فوتونين - كل منهما يعمل ككيوبت - إلى فيينا والصين. تمكن الباحثون في كل موقع بشكل فعال من تجميع كلمة مرور غير قابلة للاختراق ، والتي استخدموها لإجراء مكالمة فيديو آمنة. نظرًا لأن العبث بأحد الفوتون يؤثر على الآخر ، فإن أي تنصت يمكن اكتشافه على الفور بفضل التشابك. هذا هو المبدأ الأساسي الأساسي للتشفير الكمومي.

تم إجراء أبحاث أيضًا على ميكانيكا الكم لأغراض أخرى ، مثل تكنولوجيا البطاريات. من الناحية النظرية ، يجب أن تتيح خصائص التشابك شحن البطارية على الفور.

إثبات تشابك كيوتريت

كان على فريقي تجربة Qutrit تأكيد التشابك من أجل التحقق من صحة بحثهم. يعد تحديد التشابك أمرًا ضروريًا في ميكانيكا الكم - فهو يسمح باستخراج المعلومات من الجسيمات ويثبت الدقة التي يتم بها نقل المعلومات.

استخدمت الفرق أنظمة بصرية مجمعة بعناية من الليزر ، ومقسمات الحزمة ، وبلورات بورات الباريوم من أجل إجراء تجاربهم.

من أجل إثبات التشابك ، أجرى Guo وزملاؤه أكثر من عشرة قياسات لحالة بيل - وهو مصطلح آخر للتشابك - لجزيئاتهم. هذا أكثر مما قام به فريق زيلينجر.

يبدو التنافس بين الفريقين وديًا ، وفقًا لمجلة Scientific American. على الرغم من أن كلا المجموعتين من الباحثين تدعي أنهما وصلتا إلى هناك أولاً ، اتفقت المجموعتان على أنهما قاما بنقل كيوتريت عن بعد.

حيث المقبل؟ في المستقبل القريب ، يهدف كلا الفريقين إلى البدء في تجربة النقل الآني للربع كوارتات ، أو الوحدات المكونة من أربعة مستويات ، أو حتى أعلى.