تحدي النظريات التقليدية – الفيزيائيون يطورون طريقة جديدة لقياس التشابك الكمي
طور باحثون من جامعة ولاية ساو باولو طريقة جديدة لقياس التشابك الكمي، مما يتحدى النظريات التقليدية ويحتمل أن يؤدي إلى تقدم الحوسبة الكمومية.
تؤكد هذه الدراسة على أهمية التشابك في تعزيز قوة المعالجة وتقدم نظرة ثاقبة حول قيود الحوسبة الكلاسيكية، وتسلط الضوء على التقدم السريع للتكنولوجيا الكمومية بقيادة شركات مثل Google وIBM.
التشابك هو مبدأ أساسي في فيزياء الكم وعامل حاسم لفعالية الحوسبة الكمومية
التشابك هو ظاهرة في فيزياء الكم حيث يصبح نظامان أو أكثر مترابطين بطريقة تجعل من المستحيل وصف حالاتهم الكمومية بشكل منفصل. عندما تتفاعل الأنظمة وتصبح متشابكة، فإنها تظهر ارتباطات قوية. يعد هذا المفهوم أمرًا بالغ الأهمية للحوسبة الكمومية ، حيث تؤثر درجة التشابك بشكل مباشر على تحسين وكفاءة الكمبيوتر الكمي. كلما كانت الأنظمة أكثر تشابكًا، كان أداء الكمبيوتر الكمي أفضل.
اختبرت دراسة أجراها باحثون تابعون لقسم الفيزياء في معهد علوم الأرض والعلوم الدقيقة بجامعة ولاية ساو باولو (IGCE-UNESP) في ريو كلارو بالبرازيل، طريقة جديدة لقياس التشابك الكمي وشروط تعظيمه. وتشمل التطبيقات تحسين بناء الكمبيوتر الكمي.
كسر نظرية هيلمان-فاينمان
وأظهرت الدراسة كيف تنهار نظرية هيلمان-فاينمان في ظل ظروف محددة. تصف النظرية اعتماد طاقة النظام على معامل التحكم، وهي جزء أساسي من ميكانيكا الكم المستخدمة في مختلف التخصصات من كيمياء الكم إلى فيزياء الجسيمات.
“ببساطة، نحن نقترح نظيرًا كميًا لمعامل Grüneisen المستخدم على نطاق واسع في الديناميكا الحرارية لاستكشاف درجات الحرارة المحدودة والنقاط الحرجة الكمومية. “في مقترحنا، تحدد معامل Grüneisen الكمي التشابك، أو إنتروبيا فون نيومان، فيما يتعلق بمعلمة التحكم، والتي قد تكون مجالًا مغناطيسيًا أو مستوى معين من الضغط، على سبيل المثال،” فالديسي ماريانو دي سوزا، المؤلف الأخير للمقالة وأستاذ في IGCE-UNESP، حسبما صرح لوكالة FAPESP. “باستخدام اقتراحنا، نثبت أن التشابك سيتم تعظيمه بالقرب من النقاط الحرجة الكمومية وأن نظرية هيلمان-فاينمان تنهار عند نقطة حرجة.”
بالنسبة لسوزا، تساهم النتائج في الأبحاث الأساسية في الفيزياء ويمكن أن يكون لها أيضًا تأثير مباشر على الحوسبة الكمومية. مستذكراً توقع جوردون مور، أحد مؤسسي شركة إنتل، عام 1965 بأن عدد الترانزستورات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر التقليدية سوف يتضاعف كل عامين، قال إن هذا النمو السريع في قوة أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لا يمكن أن يستمر، في حين أن التقدم التكنولوجي الحديث يمكّن الحوسبة الكمومية من التقدم بسرعة فائقة. ، مع وجود عمالقة مثل Google وIBM في المقدمة.
“في الحوسبة التقليدية، تُستخدم اللغة الثنائية من حيث الأصفار والواحدات لمعالجة المعلومات. ومع ذلك، فإن ميكانيكا الكم تقوم بتركيب الحالات وتزيد بشكل كبير من قدرة المعالجة. ومن هنا جاء الاهتمام المتزايد بالأبحاث المتعلقة بالتشابك الكمي.
تم اقتراح وتصميم الدراسة من قبل سوزا، وقدم لوكاس سكويلانتي، باحث ما بعد الدكتوراه الذي يشرف عليه، مساهمات مهمة. أما المتعاونون الآخرون فهم أنطونيو سيردونيو (UNESP Ilha Solteira)، وروبرتو لاغوس موناكو (UNESP Rio Claro)، ولوسيانو ريكو (جامعة أيسلندا)، وأنيكان ماغنوس أوكبونغ (جامعة كوازولو ناتال، جنوب أفريقيا).
