کوانٹم اسٹیئرنگ - ایک عجیب، غیر مقامی رجحان کوانٹم اینگلمنٹ سے ملتا جلتا ہے - اس نظام اور بیرونی نظام کے درمیان کسی مشترکہ آپریشن کے ذریعے مکمل طور پر نقل نہیں کیا جا سکتا۔ یہ نیا "نون کلوننگ" تھیوریم چین میں محققین کے کام کا نتیجہ ہے جنہوں نے اس صورت حال کا مطالعہ کیا جو اس وقت پیدا ہوتی ہے جب کوانٹم سٹیٹ کا اشتراک کرنے والے دو فریقوں میں سے ایک کوانٹم پارٹیکلز کے ماخذ پر بھروسہ نہیں ہوتا جو اس ریاست کو بنانے کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے۔ بنیادی طبیعیات کے لیے اہم ہونے کے ساتھ ساتھ، تلاش کوانٹم کرپٹوگرافی اور کوانٹم کمپیوٹنگ کے لیے مضمرات ہو سکتی ہے۔
روایتی کمپیوٹر معلومات کو "بٹس" کے طور پر ذخیرہ کرتے ہیں جن کی قیمت 1 یا 0 ہوتی ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز، اس کے برعکس، دو سطحی کوانٹم سسٹمز میں معلومات کو ذخیرہ کرتے ہیں جیسے کہ فوٹون کی افقی اور عمودی پولرائزیشن حالتیں یا "اسپن اپ" اور " الیکٹران کی حالتوں کو گھماؤ۔ ان کوانٹم بٹس، یا qubits کی حالتیں 0 اور 1 تک محدود نہیں ہیں؛ وہ ایک درمیانی امتزاج میں بھی موجود ہو سکتے ہیں جنہیں سپرپوزیشن کہا جاتا ہے۔ تاہم، کوانٹم سسٹم کی مکمل حالت کبھی بھی پوری طرح سے معلوم نہیں ہو سکتی، مطلب یہ ہے کہ کیوبٹس کی مکمل نقل منع ہے۔ یہ نام نہاد "نو کلوننگ" تھیوریم ہے، اور یہ کوانٹم کرپٹوگرافی کی بنیاد بناتا ہے۔
ایک اور اہم اصول یہ ہے کہ دو یا دو سے زیادہ کیوبٹس آپس میں الجھ سکتے ہیں، اس کا مطلب ہے کہ ان کا کلاسیکی طبیعیات کی اجازت سے کہیں زیادہ قریبی تعلق ہے۔ جب دو کوبٹس الجھ جاتے ہیں، تو ان میں سے ایک کی حالت کی پیمائش خود بخود آپ کو دوسرے کی حالت بتاتی ہے، چاہے وہ کتنا ہی دور کیوں نہ ہوں۔ مثال کے طور پر، اگر آپ کو ایک ذرہ کا گھماؤ معلوم ہے، تو آپ دوسرے ذرے کا تعین کر سکتے ہیں۔
البرٹ آئن سٹائن نے الجھن کا یہ پہلو پریشان کن پایا، جیسا کہ اس کا مطلب یہ تھا کہ الجھے ہوئے ذرات ایک دوسرے کی حالت کو غیر مقامی طریقے سے متاثر کر سکتے ہیں - جسے وہ "فاصلے پر ڈراونا عمل" کہتے ہیں۔ 1935 میں شائع ہونے والے ایک مقالے میں، اس نے اور ان کے ساتھیوں بورس پوڈولسکی اور ناتھن روزن نے غیرمقامی کی اس شکل کے خلاف بحث کی، اور یہ ان کے ابتدائیہ کے بعد EPR پیراڈوکس کے نام سے مشہور ہوا۔ تاہم بعد کی تحقیق سے معلوم ہوا کہ ان کی دلیل غلط ہے: 2022 کا نوبل انعام برائے فزکس تجربہ کاروں کی تینوں کے پاس گئے جنہوں نے آنجہانی تھیوریسٹ جان سٹیورٹ بیل کے کام کو آگے بڑھاتے ہوئے یہ ظاہر کیا کہ الجھن (اور اس طرح غیر مقامییت) واقعی ہماری طبعی دنیا کا حصہ ہے۔
"اسٹیئرنگ نو کلوننگ اصول"
اگرچہ کوانٹم تھیوری میں کوانٹم الجھنا ہی غیر مقامییت کی واحد شکل نہیں ہے۔ ایک اور قسم، جسے کوانٹم اسٹیئرنگ کے نام سے جانا جاتا ہے، سب سے پہلے Erwin Schrödinger نے EPR پیراڈاکس کو عام کرنے کے طور پر متعارف کرایا تھا۔ کوانٹم الجھن میں، کوانٹم لین دین میں شامل دو فریق (روایتی طور پر ایلس اور باب کے نام سے جانا جاتا ہے)، دونوں کوانٹم ذرات کے ماخذ پر بھروسہ کرتے ہیں جو اپنی اپنی ریاستیں پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ کوانٹم اسٹیئرنگ اس سیٹ اپ میں ایک غیر متناسبیت متعارف کراتی ہے: اب صرف ایک ذریعہ (مثال کے طور پر ایلس) قابل اعتماد ہے۔ یہ ایلس کو باب کی طرف سے مشاہدہ کردہ ذرات کی حالت کو "چلانے" کے قابل بناتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ وہ اپنے الجھے ہوئے ذرہ جوڑے کے نصف پر جو پیمائش کرتی ہے وہ باب کے نصف کی حالت کو اس طرح متاثر کرتی ہے جس کی کلاسیکی طور پر وضاحت نہیں کی جا سکتی۔
نئے کام میں ظاہر کردہ "اسٹیئرنگ نو کلوننگ اصول" غیر مقامیت کی اس شکل کے بارے میں ہماری سمجھ میں اضافہ کرتا ہے۔ "اصل نو کلوننگ تھیوریم یہ بتاتا ہے کہ کوئی بھی جسمانی آپریشن کسی نامعلوم کوانٹم حالت کو مکمل طور پر کاپی نہیں کر سکتا،" وضاحت کرتا ہے۔ فو لن ژانگ، جس نے محققین کی ایک ٹیم کی قیادت کی۔ تیانجن یونیورسٹی میں طبیعیات کا شعبہ اور نانکائی یونیورسٹی میں چرن انسٹی ٹیوٹ آف میتھمیٹکس. "ہماری تلاش اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ معلوم حالت میں کوانٹم اسٹیئرنگ کو مکمل طور پر نقل نہیں کیا جاسکتا اگر ریاست 'بہت زیادہ مقدار' ہے۔"
ایلین اسپیکٹ، جان کلوزر اور اینٹون زیلنگر نے 2022 کا فزکس کا نوبل انعام جیتا
محققین نے یہ بھی پایا کہ EPR اسٹیئرنگ نامی کوانٹم ارتباط کی ایک قریبی قسم کو جزوی طور پر کلون کیا جاسکتا ہے۔ ای پی آر اسٹیئرنگ ان ریاستوں میں موجود ہے جو قائل طور پر کوانٹم اسٹیئرنگ کا مظاہرہ کرنے کے لیے استعمال کی جاسکتی ہیں یہاں تک کہ اگر اسٹیئرڈ ریاستوں کے مبصر کو پیمائش کرنے والے پر بھروسہ نہ ہو۔ اس لیے اسے کوانٹم اسٹیئرنگ کے مقابلے میں "مضبوط" کوانٹم پراپرٹی کے طور پر شمار کیا جا سکتا ہے، ژانگ نے وضاحت کی۔ "ایلس اور باب کے درمیان کوانٹم انفارمیشن ٹاسکس میں ایک تھرڈ پارٹی، 'چارلی' نے کلوننگ مشین کا استعمال کرتے ہوئے حملہ کیا، ہمارا نتیجہ ایلس اور باب کے درمیان ای پی آر اسٹیئرنگ کی حد مقرر کرتا ہے تاکہ ایلس اور چارلی کے درمیان ای پی آر اسٹیئرنگ کو خارج کیا جاسکے،" وہ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا.
"کوانٹم اسٹیئرنگ کی نو کلوننگ کوانٹم سپرپوزیشن کا نتیجہ ہے، جیسا کہ اصل نو کلوننگ اور نو گو تھیومز ہیں،" وہ مزید کہتے ہیں، "اور ہمارا ثبوت نام نہاد نو براڈکاسٹنگ تھیوریم پر مبنی ہے، جو کہ 'مخلوط' ریاستوں کا ایک توسیع شدہ بغیر کلوننگ کا نظام (جامع نظاموں میں)۔
محققین اب اس بات کا جائزہ لے رہے ہیں کہ "کوانٹمنیس" کی ڈگریاں دوسرے بغیر جانے والے نظریات کو کیسے متاثر کرتی ہیں۔ "ہم کوانٹم کلوننگ کے فریم ورک میں متعدد مبصرین کے درمیان غیر مقامیت اور دیگر قسم کی کوانٹم معلومات کے اشتراک کے پروٹوکول کا مطالعہ کر رہے ہیں،" ژانگ نے انکشاف کیا۔ "کوانٹم انفارمیشن سائنس میں غیر مقامیت اور معلومات کا اشتراک کرنے کا ایسا موضوع بنیادی ہے۔"
کام کی تفصیل میں ہے۔ چینی طبیعیات کے خطوط.
