برای اولین بار، یک تیم از فیزیکدانان توانستند حالت کوانتومی یک فوتون را از طریق یک کابل فیبر نوری به یک کریستال در فاصله 25 کیلومتر تله پورت (دور نوردی یا tele port) کنند. این موفقیت نشان می دهد که حالت کوانتومی فوتون ها – نه ترکیب آنها – در فرایند تله پورت یا دورنوزدی آنها مهم است. این تیم توسط نیکلاس گیسین از دانشگاه ژنو اداره می شود و نتیجه تلاش آنها در نشریه Nature Photonics منتشر شده است. با این موفقیت، تیم گیسین توانسته است رکورد قبلی را که مربوط به یک دهه پیش و تله پورت حالت کوانتومی یک فوتون در 6 کیلومتر بوده را بشکند.
فیزیکدانات توانستند حالت کانتومی یک فوتون را به 25 کیلومتر دورتر تله پورت کنند
حالت کوانتومی فوتون می تواند در شرایط بسیار خاص – نظیر اختلاف های ناشی از سفر به شکل نور یا ذخیره شدن در ماده هایی مانند کریستال – اطلاعات را حفظ کند. حالت فوتون به عنوان اطلاعاتی عمل می کند که می تواند درطول فواصل زیاد و با استفاده از کابل فیبر نوری تله پورت شود و همچنین در کریستال نیز ذخیره می شود. این قابلیت بدلیل پدیده ای در فیزیک کوانتوم به نام گره خوردگی است؛ گره خوردگی حالتی است که دو ذره علیرغم لمس نداشتن و انتقال ندادن اطلاعات یکدیگر همبستگی پیدا می کنند.
برای آزمایش این ایده و اطمینان از اینکه آنچه مشاهده می شود واقعاً به حقیقت پیوسته است، یک فوتون در کریستال ذخیره شد در حالیکه دیگری توسط یک کابل فیبر نوری به یک فاصله 25 کیلومتری فرستاده شد. فوتونی که با کابل فیبر نوری فرستاده شده بود با یک فوتون سوم – که برای نابود کردن هر دو فوتون درنظر گرفته شده بود – برخورد کرد. با این حال، اطلاعات فوتون اول در در برخورد به فوتون سوم منتقل شد؛ مثل انتقال انرژی هنگام برخورد توپ های بیلیارد به یکدیگر. اطلاعات فوتون سوم به کریستال بازگردانده شد تا بعد از اندازه گیری مطمئن شوند که اطلاعات فوتون اول و دوم حفظ شده اند.
این فوتون بصورت فیزیکی تله پورت نشد؛ آنطور که در داستان های علمی و تخیلی دیده ایم و انسان ها در کسری از ثانیه از محلی به محل دیگر منتقل می شوند. درعوض، می توان براساس آنچه در فوتون ذخیره شده در کریستال دیده می شود، به اطلاعات موجود در فوتون منتقل شده پی برد. با شناخت یکی از فوتون ها در واقع دیگری را هم می شناسید. با این حال تا قبل از آزمایش نمی توان به ماهیت واقعی آزمایش پی برد.
یکی از اعضای این تیم به نام فلیکس بوسیرس به یکی از نشریات گفته است: “بنظر می رسد حالت کوانتومی دو عنصر نور یا این، این فوتون های بهم گره خورده که شبیه دوقلوهای بهم چسبیده هستند، کانالی است که فرایند تله پورت نور به ماده را قدرت می بخشد.”
صرف نظر از اینکه اطلاعات در نور بوده یا کریستال، هیچ تغییری در خود اطلاعات اتفاق نیافتاده است. این بخوبی نشان می دهد که حالت کوانتومی – نه حالت فیزیکی – در فیزیک کوانتومی بسیار تعیین کننده است.
گره خوردگی کوانتومی پایه ای برای محاسبات کوانتومی نظری و ارتباطات کوانتومی است؛ گرچه زمان تا کاربرد این یافته ها در دنیای واقعی زمان بسیار درازی مانده است. یافته های گروه گیسین را می توان در بهبود نحوه اندازه گیری تعاملات گره خوردگی کوانتومی نیز بکار برد.
منبع
No