التوجيه الكمي لمزيد من القياسات الدقيقة

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > التوجيه الكمي لقياسات أكثر دقة

يمكن استخدام ارتباطات آينشتاين - بودولسكي - روزين للقياسات الدقيقة. (الصورة: جوريك بيتر ، شاترستوك)

المستخلص:
يمكن استخدام الأنظمة الكمية التي تتكون من عدة جسيمات لقياس المجالات المغناطيسية أو الكهربائية بشكل أكثر دقة. اقترح عالم فيزيائي شاب في جامعة بازل الآن مخططًا جديدًا لمثل هذه القياسات يستخدم نوعًا معينًا من الارتباط بين الجسيمات الكمومية.

التوجيه الكمي لقياسات أكثر دقة

بازل ، سويسرا | نُشر في 23 أبريل 2021

في المعلومات الكمومية ، غالبًا ما يتم استخدام الوكلاء الوهميين أليس وبوب لتوضيح مهام الاتصال المعقدة. في إحدى هذه العمليات ، تستطيع أليس استخدام الجسيمات الكمومية المتشابكة مثل الفوتونات لنقل أو "النقل الآني" لحالة كمومية - غير معروفة حتى لنفسها - إلى بوب ، وهو أمر غير ممكن باستخدام الاتصالات التقليدية.

ومع ذلك ، لم يكن واضحًا ما إذا كان فريق Alice-Bob يمكنه استخدام حالات كمية مماثلة لأشياء أخرى إلى جانب الاتصال. أظهر عالم فيزياء شاب في جامعة بازل الآن كيف يمكن استخدام أنواع معينة من الحالات الكمية لإجراء قياسات بدقة أعلى مما تسمح به فيزياء الكم عادةً. نُشرت النتائج في المجلة العلمية Nature Communications.

التوجيه الكمي عن بعد

جنبًا إلى جنب مع باحثين في بريطانيا العظمى وفرنسا ، فكر الدكتور ماتيو فاضل ، الذي يعمل في قسم الفيزياء بجامعة بازل ، في كيفية معالجة مهام القياس عالية الدقة بمساعدة ما يسمى بالتوجيه الكمي.

يصف التوجيه الكمي حقيقة أنه في حالات كمية معينة للأنظمة التي تتكون من جسيمين ، فإن القياس على الجسيم الأول يسمح للمرء بعمل تنبؤات أكثر دقة حول نتائج القياس المحتملة على الجسيم الثاني مما تسمح به ميكانيكا الكم إذا كان القياس في الثاني فقط تم صنع الجسيم. يبدو الأمر كما لو أن القياس على الجسيم الأول قد "وجه" حالة الجسيم الثاني.

تُعرف هذه الظاهرة أيضًا باسم مفارقة EPR ، والتي سميت على اسم ألبرت أينشتاين ، وبوريس بودولسكي ، وناثان روزين ، الذين وصفوها لأول مرة في عام 1935. واللافت في الأمر أنها تعمل حتى لو كانت الجسيمات متباعدة لأنها متباعدة من الناحية الميكانيكية. ؟ متشابكا؟ ويمكنهما الشعور ببعضهما البعض عن بعد. وهذا أيضًا ما يسمح لأليس بنقل حالتها الكمية إلى بوب في النقل الآني الكمي.

يوضح فاضل: "من أجل التوجيه الكمي ، يجب أن تتشابك الجسيمات مع بعضها البعض بطريقة خاصة جدًا". "كنا مهتمين بفهم ما إذا كان يمكن استخدام هذا لإجراء قياسات أفضل." يتكون إجراء القياس الذي يقترحه من قيام أليس بإجراء قياس على جسيمها ونقل النتيجة إلى بوب.

بفضل التوجيه الكمي ، يستطيع بوب بعد ذلك تعديل جهاز القياس الخاص به بحيث يكون خطأ القياس على جسيمه أصغر مما كان يمكن أن يكون بدون معلومات أليس. بهذه الطريقة ، يستطيع بوب قياس المجالات المغناطيسية أو الكهربائية التي تعمل على جزيئاته بدقة عالية ، على سبيل المثال.

دراسة منهجية لقياسات التوجيه المعزز

تتيح دراسة فاضل وزملائه الآن الدراسة المنهجية وإثبات فائدة التوجيه الكمي للتطبيقات المترولوجية. يقول فاضل: "نشأت فكرة ذلك من تجربة أجريناها بالفعل في عام 2018 في مختبر البروفيسور فيليب تريوتلين بجامعة بازل".

"في تلك التجربة ، تمكنا من قياس التوجيه الكمي لأول مرة بين غيمتين تحتوي كل منهما على مئات من الذرات الباردة. بعد ذلك ، سألنا أنفسنا عما إذا كان من الممكن القيام بشيء مفيد مع ذلك ". أنشأ فاضل في عمله الآن أساسًا رياضيًا متينًا لتحقيق تطبيقات القياس الواقعية التي تستخدم التوجيه الكمي كمورد.

يقول Treutlein: "في بعض الحالات البسيطة ، علمنا بالفعل أن هناك صلة بين مفارقة EPR والقياسات الدقيقة". "لكن لدينا الآن إطارًا نظريًا عامًا ، يمكننا من خلاله أيضًا تطوير استراتيجيات جديدة لمقياس الكم." يعمل الباحثون بالفعل على عرض أفكار فاضل بشكل تجريبي. في المستقبل ، قد ينتج عن هذا أجهزة قياس محسنة كمومية جديدة.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
ريتو كالوري
+41 612

UniBasel_en

حقوق النشر © جامعة بازل

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: