محققان از مکانیک کوانتومی برای دیدن اجسام بدون نگاه کردن به آنها استفاده می کنند

محققان کوانتومی دانشگاه آلتو از انسجام کوانتومی برای تشخیص اجسام بدون نگاه کردن به آنها استفاده می کنند. اعتبار: میکو راسکینن/دانشگاه آلتو.روش جدید توسعه‌یافته جهان‌های کوانتومی و کلاسیک را به هم پیوند می‌دهد و ممکن است اندازه‌گیری‌ها را برای رایانه‌های کوانتومی و سایر برنامه‌ها افزایش دهد.دید ما ممکن شده است. توسط سلول های تخصصی شبکیه چشم ما که نور را جذب می کنند. اما، آیا می توان بدون هیچ گونه جذب نور یا حتی یک عکس؟ با کمال تعجب، پاسخ مثبت است.فرض کنید یک کارتریج دوربین دارید که می تواند یک رول فیلم عکاسی فیلم آنقدر ظریف است که حتی یک فوتون می تواند به آن آسیب برساند. با استفاده از روش‌های مرسوم، تشخیص وجود فیلم در کارتریج غیرممکن است. با این حال، در دنیای کوانتومی، می توان به آن دست یافت. آنتون زایلینگر، برنده جایزه نوبل فیزیک 2022، اولین کسی بود که به صورت آزمایشی ایده آزمایش بدون تعامل با استفاده از اپتیک را اجرا کرد.اکنون، در مطالعه‌ای که ارتباط بین دنیای کوانتومی و کلاسیک را بررسی می‌کند، شروتی دوگرا، جان جی. مک‌کورد، و گئورگه سورین پارائوآنو از دانشگاه آلتو یک راه جدید و بسیار مؤثرتر برای انجام آزمایش‌های بدون تعامل کشف کرده است. این تیم از دستگاه‌های ترانسمون (مدارهای ابررسانا که نسبتاً بزرگ هستند اما هنوز رفتار کوانتومی نشان می‌دهند) برای تشخیص وجود پالس‌های مایکروویو تولید شده توسط ابزارهای کلاسیک استفاده کردند. تحقیقات آنها اخیراً در ارتباطات طبیعت.آزمایشی با لایه اضافه شده “کوانتومی”اگرچه دوگرا و پارائوآنو مجذوب کار انجام شده توسط گروه تحقیقاتی زایلینگر بودند، آزمایشگاه آنها به جای لیزر و آینه، اطراف مایکروویوها و ابررساناها متمرکز شده است. ما مجبور بودیم این مفهوم را با ابزارهای آزمایشی مختلف موجود برای دستگاه‌های ابررسانا تطبیق دهیم. به همین دلیل، ما همچنین مجبور شدیم پروتکل استاندارد بدون تعامل را به روشی مهم تغییر دهیم: با استفاده از سطح انرژی بالاتر ترانسمون، لایه دیگری از “کوانتومی” را اضافه کردیم. پارائوانو می‌گوید، سپس از انسجام کوانتومی سیستم سه سطحی به‌عنوان منبع استفاده کردیم.پیوستگی کوانتومی به این امکان اشاره دارد که یک جسم بتواند همزمان دو حالت مختلف را اشغال کند – چیزی که فیزیک کوانتومی اجازه می دهد. با این حال، انسجام کوانتومی ظریف است و به راحتی فرو می ریزد، بنابراین بلافاصله مشخص نبود که پروتکل جدید کار کند. در کمال تعجب تیم، اولین اجرای آزمایش افزایش قابل توجهی در کارایی تشخیص نشان داد. آنها چندین بار به تابلوی نقاشی برگشتند، مدل های نظری را اجرا کردند که نتایج آنها را تأیید می کرد و همه چیز را دوباره بررسی کردند. دوگرا می‌گوید: «ما همچنین نشان دادیم که حتی پالس‌های مایکروویو کم‌مصرف را می‌توان به طور مؤثر با استفاده از پروتکل ما تشخیص داد.این آزمایش همچنین آزمایش جدیدی را نشان داد. روشی که در آن دستگاه های کوانتومی می توانند به نتایجی دست یابند که برای دستگاه های کلاسیک غیرممکن است – پدیده ای که به عنوان مزیت کوانتومی شناخته می شود. محققان عموماً بر این باورند که دستیابی به مزیت کوانتومی به رایانه‌های کوانتومی با کیوبیت‌های زیاد نیاز دارد، اما این آزمایش با استفاده از یک راه‌اندازی نسبتاً ساده‌تر، مزیت کوانتومی واقعی را نشان داد.کاربردهای بالقوه در بسیاری از انواع فناوری کوانتومی اندازه‌گیری‌های بدون تعامل مبتنی بر روش‌شناسی قدیمی‌تر کمتر مؤثر، قبلاً در فرآیندهای تخصصی مانند تصویربرداری نوری، تشخیص نویز و توزیع کلید رمزنگاری کاربرد پیدا کرده‌اند. روش جدید و بهبود یافته می تواند کارایی این فرآیندها را به طور چشمگیری افزایش دهد.’In محاسبات کوانتومیانجام محاسبات با استفاده از پدیده های مکانیکی کوانتومی مانند برهم نهی و درهم تنیدگی” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>محاسبات کوانتومی، روش ما می تواند برای تشخیص استفاده شود حالات فوتون مایکروویو در عناصر حافظه خاص Paraoanu می گوید، این می تواند به عنوان یک روش بسیار کارآمد برای استخراج اطلاعات بدون ایجاد اختلال در عملکرد پردازنده کوانتومی در نظر گرفته شود.گروه تحت رهبری Paraoanu همچنین در حال بررسی سایر اشکال عجیب و غریب پردازش اطلاعات با استفاده از رویکرد جدید خود هستند. مانند ارتباط خلاف واقع (ارتباط بین دو طرف بدون انتقال ذرات فیزیکی) و محاسبات کوانتومی خلاف واقع (که در آن نتیجه محاسبات بدون اجرای واقعی رایانه به دست می آید).مرجع: «برهم کنش منسجم -تشخیص رایگان پالس‌های مایکروویو با مدار ابررسانا» توسط شروتی دوگرا، جان جی مک‌کورد و گئورگه سورین پارائوانو، ۷ دسامبر ۲۰۲۲، ارتباطات طبیعت.DOI: 10.1038/s41467-022-35049-z