فلوت کوانتومی نور را به گونه ای به حرکت در می آورد که قبلاً دیده نشده بود - وبلاگ خوراکی

به گزارش وبلاگ خوراکی، دانشمندان یک فلوت کوانتومی ساخته اند که می تواند فوتون ها را در حرکتی همگام و برهم کنشی جهت دهد، که قبلا هیچ گاه سابقه نداشته است. این دستگاه می تواند به بهبود طراحی های کامپیوتر کوانتومی آینده یاری کند.

فلوت کوانتومی این تیم مانند ساز موسیقی فلوت، قطعه ای فلزی با حفره ای و مجموعه ای از سوراخ ها در طرفین است. اما به جای امواج صوتی، این دستگاه برای نور طراحی شده است.

دیوید شوستر، نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: درست مانند ساز های موسیقی، می توانید یک یا چند طول موج فوتونی را در سراسر شیء بفرستید، و هر طول موج یک نت ایجاد می نماید که می تواند برای رمزگذاری اطلاعات کوانتومی استفاده گردد.

این تیم می گوید این نوت های مختلف می توانند مانند بیت های کوانتومی (کیوبیت) داده کار نمایند، به این معنی که می توانند برای ایجاد انواع تازهی از حافظه برای رایانه های کوانتومی استفاده شوند.

محققان با استفاده از یک مدار الکتریکی ابررسانا به عنوان کیوبیت اصلی، توانستند برهم کنش های حداکثر پنج نتی یا کیوبیت را به طور همزمان کنترل نمایند.

اگر سیستم بزرگ تر گردد، می توانست تا حد زیادی نحوه کنترل رایانه های کوانتومی آینده را ساده کند.

اما شاید عجیب ترین چیز در خصوص این فلوت کوانتومی این باشد که با دستکاری فوتون ها برای انجام کار هایی که به ندرت در طبیعت انجام می دهند کار می نماید. این ذرات نور معمولاً با یکدیگر برهمکنش ندارند، به این معنی که آن ها درست از کنار یکدیگر یا حتی از روی یکدیگر عبور می نمایند. تحت شرایط خاصی، گاهی اوقات می توان آن ها را مجبور کرد که به صورت جفت برهم کنش نمایند، اما در دستگاه تازه، محققان پیروز شدند پس از اینکه انرژی در سیستم به نقطه اوج رسید، تمام فوتون ها را به یکباره با یکدیگر برهمکنش دهند.

شوستر می گوید: به طور معمول، بیشتر فعل و انفعالات ذرات یک به یک هستند - دو ذره که یکدیگر را پراش می دهند یا جذب می نمایند. این سیستم همه آن ها را در یک زمان تعامل می دهد.

این رفتار گروهی غیرمعمول می تواند راه های تازهی را برای مطالعه فیزیک و سایر پدیده های کوانتومی که ممکن است قبلاً مشاهده نشده بودند، باز کند.

این تحقیق در دو مقاله در مجلات Physical Review Letters و Nature Physics منتشر شده.