تغطية شاملة

صمم باحثون من التخنيون و"إمبيريال كوليدج" في لندن "مدفع فوتون" يطلق حزما من الفوتونات المتشابكة

قد يمثل هذا المدفع طفرة كبيرة في إنشاء كمبيوتر كمي بصري

الذرات الافتراضية. رسم توضيحي: ناثانيال ليندنر
الذرات الافتراضية. رسم توضيحي: ناثانيال ليندنر

صمم باحثون من التخنيون و"إمبيريال كوليدج" في لندن "مدفع فوتون" يطلق حزما من الفوتونات (جسيمات الضوء) المتشابكة. تم نشر الاقتراح مؤخرًا في المجلة العلمية المرموقة "Physical Review Letters" ويثير اهتمامًا غير عادي في المجتمع العلمي الكبير الذي يحاول بناء كمبيوتر كمي.
"هناك اهتمام كبير ببناء حاسوب كمي"، يوضح طالب الدكتوراه ناثانيال ليندنر من كلية الفيزياء في التخنيون. "16 بتًا كميًا (qubits) تعادل جهاز كمبيوتر مكتبيًا قويًا بذاكرة تبلغ أربعة غيغابايت (اثنان وثلاثون مليار بت). في حين أن إضافة بت "عادي" يزيد من قدرة الحساب بمقدار وحدة واحدة، فإن كل بت كمي إضافي يضاعف (!) قوة الحساب (على سبيل المثال - 17 كيوبت ستكون بالفعل معادلة لجهاز كمبيوتر يحتوي على أربعة وستين مليار بت).

لذلك، فإن الدافع لإنشاء حاسوب كمي مرتفع للغاية، لكن في العقد الأخير أصبح من الواضح أن زيادة عدد الكيوبتات هو عمل معقد للغاية، وذلك بسبب صعوبة إنشاء جسيمات متشابكة سيتم استخدامها ككيوبتات.

يعد التشابك بين الجسيمات ظاهرة رائعة تنفرد بها ميكانيكا الكم، وتعد من أبرز الأمثلة على الاختلاف الجوهري بينها وبين النظرة العالمية للميكانيكا الكلاسيكية. يجعل التشابك من الممكن، على سبيل المثال، نقل الحالات الآنية، وهو أساس أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية. يسمح النقل الآني الكمي بنقل المعلومات دون ناقل مادي، على الفور ودون تحديد المسافة.

يعتقد العديد من العلماء أن الفوتونات هي أفضل المرشحين لتكون البتات الكمومية، ولكن حتى تلك التي من الصعب جعلها متشابكة. اقترح ناثانيال ليندنر من كلية الفيزياء في التخنيون والدكتور تيري رودولف من "إمبيريال كوليدج" في لندن طريقة جديدة، تقوم فيها الذرات الاصطناعية المصنوعة من أشباه الموصلات ("النقطة الكمومية" باللغة المهنية) بإصدار سلاسل من الفوتونات المتشابكة بطريقة خاضعة للرقابة.

"الطرق المقبولة حاليا تنتج فوتونات متشابكة بطريقة لا يمكن السيطرة عليها. لذلك، بهذه الطرق، تمكن الباحثون من تشابك ستة فوتونات على الأكثر، وسيكون من الصعب جدًا التقدم إلى ما هو أبعد من ذلك. ومن ناحية أخرى، فإننا نقدر أن كمية الفوتونات المتشابكة التي يمكن الحصول عليها باستخدام طريقتنا ستكون كبيرة بشكل ملحوظ"، كما يقول ناثانيال ليندنر.
أجرى عالم الفيزياء التجريبية البروفيسور أندرو وايت، من المركز المهم للبصريات الكمومية في أستراليا، مقابلة مؤخرًا مع مجلة "نيو ساينتست" وقال إن "هذا عمل مذهل، وهو الاقتراح النظري الأكثر إثارة الذي قرأته في السنوات الخمس الماضية. وفي رأيي، سيكون هذا تقدمًا ثوريًا في الحوسبة الكمومية الضوئية".

تعليقات 19

  1. ايتسيك:
    من الصعب التنبؤ، ولكن وفقا للنظرية النسبية يجب أن يكون ذلك مستحيلا ومن شأنه أن يخالف مبدأ حفظ السببية (أي أنه ستكون هناك أنظمة سيظهر فيها السبب والمسبب كما لو أنهما حدثا في الكون). ترتيب معاكس)

  2. في كتاب أورسون سكوت كارد "لعبة إندر"، يقوم الطلاب في مدرسة القادة بإجراء معارك محاكاة ضد العدو، وتبين لاحقًا أن هذه المعارك حقيقية وقد قادوا أساطيل من سفن الفضاء التي تم إرسالها قبل جيلين من الأرض إلى عوالم العدو و يتحركون بالسرعة النسبية عندما تكون سرعة الضوء هي الحد الأقصى، لكن الاتصال بهم يتم بمساعدة الجهاز "غير المرئي" بشكل فوري ولا يعتمد على سرعة الضوء.

    من المقال والمقالات السابقة قرأت عن مبدأ التشابك، ويبدو أن مثل هذا الجهاز يمكن أن يكون واقعيا. إذا قمت بإنشاء تشابك بين الجسيمات، وبقي بعضها على الأرض وتم إرسال بعضها داخل آلة تحملها بطريقة ما، فلدينا جهاز اتصال أسرع من الضوء وربما تكون الفكرة ليست خيالية تمامًا.
    والآن نعود إلى لوحة الرسم

  3. إلى إيهود ومايكل، شكرًا جزيلاً لكما!

    لدي ما يزيد قليلاً عن خمس دقائق من القراءة هنا لاستيعاب المعلومات ومحاولة الفهم بشكل صحيح!

    בברכה،
    عم

  4. عم

    يعتمد الكمبيوتر الكمي على المبادئ التوجيهية لميكانيكا الكم ويسمح، إذا نجحوا في إنتاجه، بزيادة معدل الحساب بعشرات الأمتار، اليوم تُستخدم الفكرة بشكل أساسي لتلقي الأموال من المؤسسات.

    في منتصف التسعينيات، أظهر عالم الكمبيوتر بيتر شور أنه في حالة وجود كمبيوتر كمي، فسيكون هذا الكمبيوتر قادرًا على تحليل الأعداد الكبيرة إلى مكوناتها الأولية في "زمن" متعدد الحدود من طول المدخلات بدلاً من "زمن" أسي. " وهو العائق المعروف حاليًا أمام الحساب "العادي" - أي آلة تورينج. تسمى هذه الخوارزمية بخوارزمية شور وقد خلقت دافعًا هائلاً للبحث في هذا المجال. تجدر الإشارة إلى أن استخراج الرقم إلى مكوناته الأولية له أهمية كبيرة في طرق التشفير - وحقيقة أن استخراج هذا يمثل مشكلة صعبة يتيح التشفير الفعال (RSA).
    منذ خوارزمية شور، تم اقتراح عدد لا يحصى من الأنظمة الفيزيائية كأساس للكمبيوتر الكمي، ولكن اليوم لم يتم تحقيق اختراق في هذا المجال بعد. يجب أن يحافظ الكمبيوتر الكمومي على خصائصه الكمومية - التراكبات والتشابك بين الحالات، ضد التأثير المدمر للبيئة. إن عزل نظام الحساب عن تأثير البيئة هو ما يجعل المشكلة معقدة.
    يعتمد الكمبيوتر الكمومي على مبدأ التراكب الذي يسمح للبت الحسابي ليس فقط أن يكون 0 أو 1 ولكن يمكن العثور عليه في تراكب 0 و1. مزيج خطي من الحالتين في نفس الوقت سيضيف إلى هذه البوابات المنطقية التي تعمل على التراكبات وتحصل على كمبيوتر كمي. التفسير أعلاه بعيد كل البعد عن الدقة أو الصحة، لكن القيود المفروضة على المساحة والافتراضات حول المعرفة السابقة هي قيود شديدة.

  5. لو لم يكونوا في ورطة، لما وقف أصدقاؤهم لمساعدتهم....
    حقيقة أنها تسبب مشقة للعشرات من أصحاب مواقع الويب الذين ليسوا أعضاء في شبكاتهم لا تهم أيًا من الأشخاص المثليين أعلاه.

  6. أولاً، انفجرت ضاحكاً من مسلسل "عائلات المشاكل الثلاث" - كبير!

    وفيما يتعلق بالمقال - من يستطيع أن يشرح مبدأ تشغيل الكمبيوتر الكمي؟ وما هي ميزته على الموجود؟ ما الجديد هنا؟
    ما هي الأجهزة التي سوف تتطلبها؟ وما شابه ذلك. . .
    أعلم أن هذه أسئلة غبية، لكني أريد حقًا أن أفهم هذا.

    والشكر مقدما للردود الصادقة والكريمة،
    عم

  7. مشون:
    هذه ليست ترجمة، ولكن المنشور الأصلي للتخنيون.
    وما هو مقبول بشأن استحالة نقل المعلومات بسرعة تتجاوز سرعة الضوء مقبول فيما يتعلق بالنقل الاستباقي للمعلومات المعروفة.
    بمعنى آخر - بيت القصيد هنا هو معنى كلمة "المعلومات".
    عندما يتم قياس حالة أحد أبناء زوج من الجسيمات المتشابكة - يتم تحديد حالة الآخر أيضًا.
    ومن المشروع أيضًا أن نطلق عليه نقل المعلومات، وهو شيء لا يعرفون فقط أنه غير ممكن ولكنهم يعرفون أنه يحدث.

  8. آسف ولكن…
    مكتوب في المقال ما يلي:
    "يسمح النقل الآني الكمي بنقل المعلومات... على الفور ودون تحديد المسافة."

    على حد علمي لا يمكن ***نقل المعلومات***
    وبسرعة تتجاوز سرعة الضوء، ولا حتى في النقل الآني الكمي

    ترجمة مافن؟

  9. حياة:
    هناك عدة خيارات أخرى بالطبع، أخطرها يعتمد على أنه يمكنك عرض تمويل تكاليف الموقع بنفسك (أجهزة كمبيوتر، برامج، عمالة، إلخ)

  10. يوجد برنامج حاسوبي يسمى Ad muncher
    سيسمح لك ذلك بتصفح موقع مليء بالإعلانات [وليس هذا ممتلئًا] دون رؤية أي منها

  11. سلام. أتمنى لو كان لدي معلنون مباشرون، ولكن طالما أنهم يفضلون الإعلان فقط على مواقع الويب الخاصة بالعائلات الثلاث المنكوبة، فليس لدينا خيار سوى الاعتماد على Google وهذا ما لدينا، وأتمنى أنه حتى داخل Google كان هناك فقط منشورات المؤسسات التعليمية وشركات التكنولوجيا الفائقة.

  12. يحتوي الموقع على إعلان لا يمحى لعلاج آلام الظهر - وهو أمر مزعج ويسبب الصداع.
    ألا يمكنك ركلها؟

  13. لماذا لا يوجد تفصيل؟؟ !

    "نحن نقدر أن كمية الفوتونات المتشابكة التي يمكن الحصول عليها من خلال طريقتنا - ستكون كبيرة بشكل ملحوظ"

    ولكن ما هو "طريقتك"؟؟ ماذا تشمل؟ ما هي النظرية؟ على أي مبادئ تعتمد الطريقة؟ ما هو عدد الفوتونات التي تقدر أنه سيكون من الممكن نسجها باستخدام طريقتك؟ لماذا لم يتم تحديد أي شيء وكل شيء مذكور فقط بعبارات عامة جدًا؟ من المفترض أن يكون هذا موقعاً علمياً!! مثل هذه المعلومات تصلح لقسم النميمة وليس القسم العلمي.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.