خبر

رایانه های کوانتومی، وسیله ای برای روشن شدن ارتباط دنیای کوانتومی و دنیای کلاسیک

Quantum computers to clarify the connection between the quantum and classical worlds

دانشمندان آزمایشگاه ملی لوس آلاموس یک الگوریتم محاسبات کوانتومی جدید ایجاد کرده‌اند که درک واضح‌تری از گذار کوانتومی به کلاسیک ارائه می‌دهد، و می‌تواند به سیستم های نمونه در عالی ترین سطح جهان کوانتومی و کلاسیک مانند پروتئین های بیولوژیکی کمک کند و همچنین به سؤالاتی در مورد نحوه اعمال مکانیک کوانتومی برای اشیاء در مقیاس بزرگ پاسخ دهد.

پاتریک کولز از گروه فیزیک ماده چگال و سیستم های پیچیده در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس می‌گوید: ((گذار کوانتومی به کلاسیک زمانی اتفاق می افتد که ذرات بیشتر و بیشتری را به سیستم کوانتومی اضافه کنید، به این صورت که سیستم از اثرات کوانتومی عجیب دور شده و شروع به رفتار کلاسیک تری می کند. برای این سیستم ها، اساساً استفاده از یک رایانه کلاسیک برای مطالعه گذار کوانتومی به کلاسیک غیرممکن است. ما می‌توانیم این مورد را با الگوریتم خود و یک رایانه کوانتومی متشکل از چند صد کیوبیت مطالعه کنیم، که پیش بینی می‌کنیم بر اساس پیشرفت فعلی در این زمینه، طی چند سال آینده در دسترس باشد.))

پاسخ دادن به سؤالات مربوط به گذار کوانتومی به کلاسیک بسیار دشوار است. برای سیستم های بیش از چند اتم، این مشکل بغرنج تر می شود. تعداد معادلات با اضافه شدن هر اتم به صورت نمایی رشد می‌کند. به عنوان مثال پروتئین ها شامل رشته های طولانی از مولکول ها هستند که بسته به نحوه چینش آنها ممکن است به مولفه های مهم بیولوژیکی یا منبع بیماری تبدیل شوند. اگرچه پروتئین ها می توانند مولکول های نسبتاً بزرگی باشند، اما برای گذار کوانتومی به کلاسیک به اندازه کافی کوچک هستند و الگوریتم ها می‌توانند از عهده آن برآیند، و هنگام تلاش برای درک و پیش بینی چگونگی چینش پروتئین ها از اهمیت بالایی برخوردار می شوند.

به منظور بررسی جنبه های گذار کوانتومی به کلاسیک بر روی یک رایانه کوانتومی، ابتدا محققان به وسیله ای برای توصیف میزان نزدیک بودن رفتار سیستم کوانتومی به رفتارهای کلاسیک نیاز دارند. اجسام کوانتومی دارای هر دو خاصیت ذره‌ای و موجی هستند. در بعضی موارد، آنها مانند توپ های بیلیارد کوچک برهم کنش می‌کنند، در بعضی موارد، آنها تقریباً به همان روشی که امواج روی اقیانوس در هم می‌آمیزند با یکدیگر تداخل میکنند تا امواج بزرگتری ایجاد کنند یا یکدیگر را تضعیف کنند. تداخل موج مانند یک اثر کوانتومی است. خوشبختانه، یک سیستم کوانتومی را زمانی که هیچ تداخلی وجود ندارد، می‌توان با استفاده از احتمالات کلاسیک شهودی و نه از روش‌های چالش برانگیز مکانیک کوانتومی، توصیف کرد.

الگوریتم ارائه شده، تعیین می‌کند که رفتار یک سیستم کوانتومی چقدر به رفتار کلاسیک نزدیک است. در نتیجه، این ابزاری است که آنها می‌توانند از آن برای جستجوی کلاسیک در سیستم های کوانتومی استفاده کنند و پی ببرند که چگونه سیستم های کوانتومی در زندگی روزمره ما کلاسیک به نظر می رسند.

منبع:

phys.org

گردآوری:

دکتر سعید نائیه

ویرایش:

دکتر میلاد معظمی گودرزی

برچسب ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن