#جایزه_نوبل #اطلاعات_کوانتومی #درهم‌تنیدگی

توضیحات بیشتر:
آثار غیرقابل توصیف مکانیک کوانتومی، راه را برای یافتن کاربردهای جدید گشود. اکنون یک زمینه تحقیقاتی بسیار گسترده وجود دارد که کامپیوترهای کوانتومی، شبکه‌های کوانتومی و ارتباطات رمزی امن کوانتومی را شامل می‌شود.

یکی از فاکتورهای کلیدی در توسعه چنین فناوری‌هایی این بود که مکانیک کوانتومی چطور اجازه می‌دهد که دو یا چند ذره در حالتی یافت شوند که «درهم‌تنیده» خوانده می‌شود. آن‌چه بر یکی از ذرات یک جفت درهم‌تنیده رخ می‌دهد، تعیین می‌کند که چه اتفاقی برای ذره دیگر می‌افتد، حتی اگر این دو از هم بسیار دور باشند.

برای زمان‌های طولانی، این پرسش مطرح بود که آیا چنین هم‌بستگی ما بین یک جفت درهم‌تنیده به علت متغیرهای پنهانی است که تعیین می‌کنند چه اتفاقی باید در آزمایش بیوفتد؟ تا اینکه در سال ۱۹۶۰، جان استوارت بل (John Stewart Bell)، یک نامساوی ریاضی را به دست آورد که بعدها به نام خودش در آمد. این نامساوی بیان می‌کرد که اگر متغیرهای پنهان وجود داشته باشند، هم‌بستگی ما بین نتایج تعداد زیادی اندازه‌گیری نمی‌تواند از یک مقدار ثابت بیشتر باشد. اما، مکانیک کوانتومی تعدادی آزمایش پیشنهاد می‌کرد که نامساوی بل را نقض می‌کنند، که این نتیجه، به این معناست که هم‌بستگی‌های قوی‌تری مابین ذرات درهم‌تنیده وجود دارد.

جان کلاوزر، ایده‌های بل را به محک یک آزمایش عملی سپرد. هنگامی که او اندازه‌گیری‌ها را انجام داد متوجه شد که نامساوی بل آشکارا نقض می‌شود و بنابراین مکانیک کوانتومی را حفظ کرد. چنین نتیجه‌ای یعنی، مکانیک کوانتومی را نمی‌توان با نظریه‌ای جایگزین کرد که از متغیرهای پنهان استفاده می‌کند.

اما آزمایش‌های کلاوزر، روزنه‌هایی داشت که باقی ماندند. آلین اسپکت، پس از آن، دسته آزمایش‌هایی را طراحی کرد که یکی از مهم‌ترین روزنه‌ها را می‌پوشاند.

با استفاده از ابزارهای مناسب و سری آزمایش‌های طولانی، آنتوان زایلینگر شروع به استفاده از حالت‌های درهم‌تنیده کرد. در کنار دستواردهای زیادی که گروه تحقیقاتی وی کسب کردند، شاید مهم‌ترینشان کشف اثری بود که امروزه ترابرد کوانتومی نامیده می‌شود. بر طبق این اثر می‌توان حالتی کوانتومی را از یک ذره به ذره‌ای دیگر منتقل کرد، در حالی این ذرات در فاصله‌ای از هم قرار دارند.

آندرس ایرباک، رئیس کمیته نوبل فیزیک، می‌گوید:«روز به روز بر ما واضح‌تر می‌شود که فناوری‌های جدید کوانتومی در حال ظهور هستند. ما می‌توانیم ببینیم که تحقیقات برندگان جایزه نوبل امسال بر روی حالت‌های درهم‌تنیده، از چه اهمیت بزرگی برخوردار بوده است، حتی فراتر از سوالات بنیادینی که درباره تفسیر مکانیک کوانتومی پرسیده می‌شود.»

منبع:
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/press-release/

⚛ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution