یک سنگ قیمتی باستانی؛ کلید ورود به عصر کوانتوم! - وبلاگ معین

به گزارش وبلاگ معین، پردازش کوانتومی دستاوردی است که بسیاری از دانشمندان بزرگ دنیای فناوری آن را سکوی پرش به آینده ای کاملا متفاوت محسوب می نمایند دست یابی به چنین پردازشی هنوز در مراحل اولیه خود قرار گرفته است و موانع در این زمینه هنوز بسیار است. با این همه دانشمندان اخیراً مدعی شدند که آنالیز های اجرا شده بر روی یک سنگ قیمتی باستان کشف شده در کشور نامیبیا قاره آفریقا، خواصی را نشان می دهد که می توان آن را کلید ورود به عصر کامپیوتر های کوانتومی تلقی کرد.

به گزارش وبلاگ معین، بر اساس تحقیقات تازه به رهبری دانشگاه سنت اندروز، شکل خاصی از نور ساخته شده با استفاده از این سنگ قیمتی باستانی نامیبیا می تواند کلید کامپیوتر های کوانتومی تازه مبتنی بر نور باشد که می توانند اسرار علمی دیرینه را حل نمایند. این تحقیق که با همکاری دانشمندان دانشگاه هاروارد در ایالات متحده، دانشگاه مک کواری استرالیا و دانشگاه آرهوس در دانمارک انجام شد و در Nature Materials منتشر شد، از یک سنگ قیمتی اکسید مس (Cu2O) طبیعی استخراج شده از نامیبیا برای فراوری پلاریتون های رایدبرگ (ذرات ترکیبی نور و ماده) استفاده کرد.

پلاریتون های رایدبرگ به طور مداوم از نور به ماده تغییر می نمایند و دوباره برمی گردند. در پلاریتون های رایدبرگ، نور و ماده مانند دو روی یک سکه هستند و روی ماده چیزی است که باعث می گردد پلاریتون ها با یکدیگر تعامل داشته باشند. این تعامل بسیار مهم است، زیرا این چیزی است که امکان ایجاد شبیه ساز های کوانتومی، نوع خاصی از کامپیوتر های کوانتومی، که در آن اطلاعات در بیت های کوانتومی ذخیره می گردد، فراهم می نماید. این بیت های کوانتومی، بر خلاف بیت های باینری در رایانه های کلاسیک که فقط می توانند 0 یا 1 باشند، می توانند هر مقداری بین 0 و 1 داشته باشند؛ بنابراین می توانند اطلاعات بسیار بیشتری را ذخیره نمایند و چندین فرآیند را به طور همزمان انجام دهند.

این قابلیت می تواند به شبیه ساز های کوانتومی اجازه دهد تا معما های مهم فیزیک، شیمی و زیست شناسی را حل نمایند، به عنوان مثال، چگونگی ساخت ابررسانا های با دمای بالا برای قطار های سریع السیر، چگونگی ساخت کود های مقرون به صرفه تر برای حل بالقوه معضل گرسنگی جهانی، یا اینکه چگونه با استفاده از پروتئین ها می توان دارو های موثرتری فراوری کرد، بخشی از پیچیدگی هایی است که این شبیه ساز ها می توانند حل نمایند. سرپرست پروژه دکتر حمید اوحدی، از دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه سنت اندروز، گفت: ساخت شبیه ساز کوانتومی با نور، جام مقدس علم است. ما با ایجاد پلاریتون های رایدبرگ و عنصر کلیدی آن، جهشی بزرگ به این سمت برداشته ایم.

برای ایجاد پلاریتون های رایدبرگ، محققان نور را بین دو آینه بسیار بازتابنده به دام انداختند. سپس یک کریستال اکسید مس از سنگی که در نامیبیا استخراج شده بود، نازک و صیقل داده شد و به صفحه ای به ضخامت 30 میکرومتر (نازک تر از یک رشته موی انسان) پرداخت و بین دو آینه نهاده شد تا پلاریتون های رایدبرگ 100 برابر بزرگتر از آنچه قبلاً نشان داده شده بود، ساخته گردد. یکی از نویسندگان برجسته این مطالعه، دکتر سای کیران راجندران، از دانشکده فیزیک و نجوم در دانشگاه سنت اندروز، گفت: خرید این سنگ در وبسایت eBay آسان بود. اما چالش بزرگ این بود که پلاریتون های رایدبرگ را بسازیم که در طیف رنگی بسیار باریکی وجود داشته باشند. این تیم در حال حاضر به منظور آنالیز امکان ساخت مدار های کوانتومی، که جزء بعدی شبیه ساز های کوانتومی هستند، تحقیقات بیشتری را در پیش گرفته است.

منبع: scitechdaily

ترجمه: مصطفی جرفی-وبلاگ معین