فلوت کوانتومی نور را به گونه‌ای به حرکت در می‌آورد که قبلاً دیده نشده بود

0

دانشمندان یک «فلوت کوانتومی» ساخته‌اند که می‌تواند فوتون‌ها را در حرکتی همگام و «برهم کنشی» جهت دهد، که قبلا هیچ گاه سابقه نداشته است. این دستگاه می‌تواند به بهبود طراحی‌های کامپیوتر کوانتومی آینده کمک کند.

فلوت کوانتومی این تیم مانند ساز موسیقی فلوت، قطعه‌ای فلزی با حفره‌ای و مجموعه‌ای از سوراخ‌ها در طرفین است. اما به جای امواج صوتی، این دستگاه برای نور طراحی شده است.

دیوید شوستر، نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: «درست مانند ساز‌های موسیقی، می‌توانید یک یا چند طول موج فوتونی را در سراسر شیء بفرستید، و هر طول موج یک «نت» ایجاد می‌کند که می‌تواند برای رمزگذاری اطلاعات کوانتومی استفاده شود.»

این تیم می‌گوید این نوت‌های مختلف می‌توانند مانند بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) داده کار کنند، به این معنی که می‌توانند برای ایجاد انواع جدیدی از حافظه برای رایانه‌های کوانتومی استفاده شوند.

محققان با استفاده از یک مدار الکتریکی ابررسانا به عنوان کیوبیت اصلی، توانستند برهم‌کنش‌های حداکثر پنج نتی یا کیوبیت را به طور همزمان کنترل کنند.

اگر سیستم بزرگ‌تر شود، می‌توانست تا حد زیادی نحوه کنترل رایانه‌های کوانتومی آینده را ساده کند.

اما شاید عجیب‌ترین چیز در مورد این فلوت کوانتومی این باشد که با دستکاری فوتون‌ها برای انجام کار‌هایی که به ندرت در طبیعت انجام می‌دهند کار می‌کند. این ذرات نور معمولاً با یکدیگر برهمکنش ندارند، به این معنی که آن‌ها درست از کنار یکدیگر یا حتی از روی یکدیگر عبور می‌کنند. تحت شرایط خاصی، گاهی اوقات می‌توان آن‌ها را مجبور کرد که به صورت جفت برهم کنش کنند، اما در دستگاه جدید، محققان موفق شدند پس از اینکه انرژی در سیستم به نقطه اوج رسید، تمام فوتون‌ها را به یکباره با یکدیگر برهمکنش دهند.

شوستر می‌گوید: «به طور معمول، بیشتر فعل و انفعالات ذرات یک به یک هستند – دو ذره که یکدیگر را پراش می‌دهند یا جذب می‌کنند. این سیستم همه آن‌ها را در یک زمان تعامل می‌دهد.»

این رفتار گروهی غیرمعمول می‌تواند راه‌های جدیدی را برای مطالعه فیزیک و سایر پدیده‌های کوانتومی که ممکن است قبلاً مشاهده نشده بودند، باز کند.

این تحقیق در دو مقاله در مجلات Physical Review Letters و Nature Physics منتشر شده.

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.