منذ بداية ميكانيكا الكم، كان السعي لفهم القياسات مصدرًا غنيًا للانبهار الفكري. يعد القياس الخالي من التفاعل أمرًا أساسيًا التأثير الكمي حيث يتم تحديد وجود جسم حساس للضوء دون رجعة امتصاص الفوتون.
في دراسة تستكشف العلاقة بين العالم الكمي والعالم الكلاسيكي، علماء من جامعة آلتو لقد اكتشفوا طريقة جديدة وأكثر فعالية لإجراء تجارب خالية من التفاعل. لقد اقترحوا مفهوم الكشف المتماسك الخالي من التفاعل وأثبتوه تجريبيًا.
لقد استخدموا جهاز إرسال فائق التوصيل ثلاثي المستويات للكشف عن وجود نبضات الموجات الدقيقة الناتجة عن الأجهزة الكلاسيكية. أجهزة الإرسال عبارة عن دوائر فائقة التوصيل وكبيرة نسبيًا ولكنها لا تزال تظهر سلوكًا كميًا.
كان أنطون زيلينجر، أحد الفائزين بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2022، أول من نفذ فكرة التجربة الخالية من التفاعل باستخدام البصريات بشكل تجريبي.
وقال جورجي سورين باراوانو من جامعة آلتو: "كان علينا أن نكيف هذا المفهوم مع الأدوات التجريبية المختلفة المتاحة للأجهزة فائقة التوصيل. ولهذا السبب، كان علينا أيضًا تغيير البروتوكول القياسي الخالي من التفاعل بشكل حاسم: أضفنا طبقة أخرى من "الكمية" باستخدام مستوى طاقة أعلى من الإرسال. وبعد ذلك استخدمنا التماسك الكمي للنظام الناتج المكون من ثلاثة مستويات كمورد."
إن التماسك الكمومي – أي احتمال أن يشغل جسم ما حالتين مختلفتين في وقت واحد – هو أمر حساس وينهار بسهولة. وبالتالي، لم يكن من الواضح على الفور أن البروتوكول الجديد سيعمل.
ومن المثير للدهشة بالنسبة للعلماء أن التماسك الكمي، في بروتوكولهم، يعمل كمورد، مما يؤدي إلى احتمالية نجاح عالية بشكل ملحوظ في الكشف. أظهر العرض الأول للتجربة زيادة ملحوظة في كفاءة الكشف.
لقد عادوا إلى لوحة الرسم عدة مرات للتحقق مرة أخرى من كل شيء وتشغيل النماذج النظرية. أكدت النماذج نتائجها، وكان التأثير موجودًا بالفعل.
وقال شروتي دوجرا من جامعة آلتو، "لقد أثبتنا أيضًا أنه حتى نبضات الموجات الدقيقة منخفضة الطاقة يمكن اكتشافها بكفاءة باستخدام بروتوكولنا."
أظهرت التجربة أيضًا طريقة جديدة لاستخدام الأجهزة الكمومية للحصول على ميزة على الأجهزة الكلاسيكية، وهي ميزة كمية. الإجماع التقليدي بين العلماء هو أن تحقيق الميزة الكمية يتطلب ذلك أجهزة الكمبيوتر الكم مع العديد المكدسة. ومع ذلك، أثبتت هذه التجربة أنها ميزة كمية حقيقية من خلال إعداد بسيط نسبيًا.
باراوانو محمد, "في الحوسبة الكمومية، يمكن تطبيق طريقتنا لتشخيص حالات الفوتون الميكروويف في بعض عناصر الذاكرة. ويمكن اعتبار هذا وسيلة فعالة للغاية لاستخراج المعلومات دون الإخلال بعمل المعالج الكمي.
وباستخدام نهجهم الجديد، يستكشف العلماء الآن أشكالًا غريبة أخرى من معالجة المعلومات مثل الاتصال المضاد للواقع (الاتصال بين طرفين دون نقل أي جزيئات مادية) والحوسبة الكمومية المضادة للواقع (حيث يتم الحصول على نتيجة الحساب دون، في الواقع، تشغيل البرنامج). حاسوب).
المرجع مجلة:
- Dogra، S.، McCord، JJ & Paraoanu، GS الكشف المتماسك الخالي من التفاعل لنبضات الميكروويف مع دائرة فائقة التوصيل. نات كومون 13 ، 7528 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-35049-Z
