 |
| Source Image : futurism |
في عام 1935 ، صمم الفيزيائي إروين شرودنجر تجربة فكرية لتوضيح زوج من ظواهر فيزياء الكم الغريبة: مبدأ التراكب وعدم القدرة على التنبؤ.
أصبحت التجربة معروفة باسم قط شرودنغر ، ولأكثر من 80 عامًا ، كانت بمثابة حجر الأساس في فيزياء الكم. ولكن في دراسة نشرت حديثًا ، قام فريق من علماء جامعة ييل بشكل أساسي بتدمير الفرضية في مركز التجربة - العمل الرائد الذي قد يسمح للباحثين في النهاية بتطوير أجهزة كمبيوتر كمومية مفيدة .
قد يكون قط شرودنغر القط الأكثر شهرة الذي لم يعش قط. أو لم يمت أبدا ، وهذا يتوقف على وجهة نظرك.
في التجربة الفكرية ، يتم الإغلاق على القط في صندوق جنبًا إلى جنب مع جزء صغير جدًا من مادة مشعة قد تفقد أو لا تفقد ذرة واحدة لتتحلل على مدار ساعة - الاحتمالان متساويان. يحتوي الصندوق أيضًا على قارورة مثبتة لإطلاق سم إذا تحللت الذرة.
تكمن علاقة هذه التجربة الفكرية المليئة بالفيزياء الكمومية في عدم اليقين هذا : لا توجد طريقة لمعرفة ما إذا كانت القطة حية أو ميتة في أي وقت من ساعة واحدة . انها من الناحية النظرية على حد سواء حية و ميتة - حتى يفتح أحدهم العلبة ويلاحظ مباشرة القط.
هذا التراكب الكمومي باختصار: يمكن أن يوجد نظام كمي في حالتين في وقت واحد ، مما يجعل "القفزة" الكمية عشوائية إلى حالة واحدة لوحظت مرة واحدة .
من المستحيل التنبؤ بموعد "قفز" النظام الكمي من حالة إلى أخرى - أو على الأقل هذا ما اعتقد الخبراء حتى يوم الاثنين ، عندما نشر الباحثون في جامعة ييل دراسة في مجلة Nature تفصل اكتشافهم لنظام إنذار مبكر للقفزات الكمومية. .
باستخدام مزيج من ثلاثة مولدات ميكروويف ، وتجويف من الألومنيوم ، وذرة اصطناعية فائقة التوصيل ، وجد الفريق أنه يمكن التنبأ متى ستكون الذرة على وشك القيام بقفزة كمية - كان عليهم فقط البحث عن غياب مفاجئ لنوع معين من الفوتونات ينبعث من الذرة.
وقال الباحث ميشيل ديفوريت في بيان صحفي: " إن التأثير الجميل الذي أظهرته هذه التجربة هو زيادة التماسك أثناء القفزة ، على الرغم من ملاحظتها" ، مضيفًا زميله زلاتكو مينيف ، "يمكنك الاستفادة من هذا ليس فقط للقبض على القفزة ، ولكن أيضا عكس ذلك. "
هذه القدرة على عكس القفزات الكمومية هي كيف يمكن لهذا البحث الجديد أن يساعد في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
تُعرف الوحدات الأساسية للمعلومات الكمومية في أنظمة الحوسبة الكمومية بالـ qubits . إنها تشبه البتات المستخدمة في الحوسبة التقليدية ، ولكن بدلاً من كونها 1 أو 0 ، يمكن أن يكونان في كلتا الحالتين في وقت واحد.
تتغير حالات Qubits في أنظمة الحوسبة الكمية فتتبعها أخطاء في الحساب ، والآن بعد أن أصبح لدى الباحثين طريقة للتنبؤ بهذه التغييرات ، يمكنهم تصحيح تلك الأخطاء بسرعة أكبر وإدارة البيانات الكمية - مما يجعل أحد التحديات الرئيسية لإنشاء أجهزة كمبيوتر كمومية تحديا ضعيفاً .
وقال مينيف " القفزات الكمومية للذرة تشبه إلى حد ما ثوران بركان". "لا يمكن التنبؤ بها على المدى الطويل. ومع ذلك ، من خلال المراقبة الصحيحة ، يمكننا بكل تأكيد اكتشاف تحذير مسبق من كارثة وشيكة والتصرف بشأنها قبل وقوعها ".
