الانتقال بالموجات الضوئية
في افلام حرب الفضاء الخيالية يطالعنا منظر رواد الفضاء الذين يختفون من مكان ليظهروا في مكان اخر تحت تأثير اشعة ضوئية تنقلهم كجزيئات، ولكن يبدو وكأن هذا الامر ممكن فعلا.
بالترابط مع التجارب لرفع سرعة الضوء الى مافوق " سرعة الضوء"، تمكنت احدى الفرق العلمية من نقل تشكيلة من اشعة الكفانت من حالة الضوء الى المادة. هذا النجاح فتح الطريق لآفاق هائلة في العديد من المجالات .
في الحياة العادية لايستطيع المرء الانتقال شعاعيا عبر مايسمى Teleportation, من مكان الى اخر، ولكن على مستوى الكفانت يستطيع العلماء القيام بما هو قريب للغاية من ذلك. لربما لن يكون بإستطاعتهم إرسال جسم فيزيائي كالذرة مثلا، لمسافة بعيدة في المكان والزمان، ولكنهم يستطيعون تخريب اشعة ضوئية في مكان والحصول على نسخة مطابقة لها في مكان اخر، تماما كما لو تم ارسالها عبر التيليبورت.
منذ فترة قصيرة تمكن فريق بحث دانماركي - الماني من اثبات ان الضوء يستطيع ايضا تيليبورتا (فعل) معلومات الكود الذي يتكون منه الكفانت (وليس الكفانت نفسه) من خلال سحابة غازية من الذرات، ليظهر كفانت مماثل في مكان جديد. هذا النجاح يفتح الطريق امام خلق كمبيوتر الكفانت، الذي سيحول اكبر الكمبيوترات الحالية قدرة الى اقزام، في مجال العمليات.
تماما مثل اي كمبيوتر اخر، يجب على كمبيوتر الكفانت ان يملك ذاكرة وقنوات لنقل المعلومات بين الوحدات في الذاكرة. الذرات تشكل خيارا مثاليا في كمبيوتر الكفانت، لكون الذرات قادرة على حفظ المعلومات لفترة اطول عما يستطيعه الضوء. في نفس الوقت فأن الضوء مناسب اكثر لإستخدامه في سرعة القراءة الى ومن الذاكرة.
نجاح العلماء في تيليبورتا المعلومات من ضوء الى ذرة يجعلنا اقرب الى تحقيق هدف خلق الكمبيوتر الكفانتي. الخطوة القادمة هي اثبات إمكانية تيليبورتا الذرة الى ضوء وارسالها الى الذرة، بحيث يمكن للعلماء من استخدام الاشعة الضوئية لربط المعلومات الموجودة على مجموعة من ذرات الذاكرة.
اللازر ينسخ المعلومات
القدرة على تيليبورتا الكفانت مرتبطة بظاهرة تسمى entanglement. هذا يعني ان نظامين للكفانت، الذين كانوا في السابق مترابطين، يستمروا بالترابط وحتى لو تم فصل النظامين عن بعض بالمكان والزمان، الى درجة إستحالة التواصل بينهم، ولاحتى بسرعة الضوء. حسب القوانين الفيزيائية، يستطيع المرء انتاج ترابط بين اشعاعين ضوئيين من خلال إرسال اشعة لازر من خلال كريستال غير مستقيم. الاشعة الضوئية تخلق حقول مغناطيسية-كهربائية متحركة لكل منها على حدة، لاتعطي معلومات عن اصلها الاشعاعي ولكن معلومات التواتر الاشعاعي المنظم نستطيع بسهولة إعادة خلقه من خلال توحيد الاشعة من جديد.
هذه الظاهرة هي التي استغلها عام 1998، العالم Eugene Polzik ومجموعته من اجل تيليبورتا معلومات الكفانت من اشعة ضوئية الى اشعة ضوئية اخرى, ولولا ذلك لكان استمر الاعتقاد بإستحالة ذلك، إذا انه وحسب القوانين الفيزيائية، لايمكن قياس او نسخ حالة فوتون الكفانت، بدون تخريبهم. الفيزيائيين حلوا المشكلة من خلال استخدام اشعة ضوئية ثالثة، تحتوي المعلومات عن الكفانت الذي سيجري نقله (تيليبورتا). الاشعة المشفرة تخلط مع احدى الاشعتين الاخريين في نظام الترابط. بعد ذلك يستطيع الفيزيائيين قياس صفات الخليط الاشعاعي بدون تخريب الاشعة المشفرة. بهذه الطريقة يمكن المحافظة على التشفير. نتائج القياس تخلط الان مع الاشعة الثالثة الغير منظمة، وبالتالي فالاشعتين الغير مشفرتين يقضون على بعضهم لتظهر النتائج نسخة عن الاشعة الكفانتية المشفرة. للمزيد عن نظرية الكفانت، إضغط هنا
في البيت من الكفانت يوجد الصفر والواحد
التجربة اثبتت ان معلومات الكفانت يمكن تليبورتا (نقلها) من ضوء الى ضوء، وهذه الخاصية يمكن إستغلالها لنقل المعلومات الكمبيوترية بسرعة هائلة، في كمبيوتر كفانتي، ولكن الجزيئات الضوئية التي تسير بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية غير مناسبة لخزن المعلومات. لذلك سعى العلماء من اجل تيليبورتا معلومات الكفانت من ضوء الى ذرة، لكون الذرة تستطيع خزن المعلومات بفضل حالتها الكفانتية المستقرة.
الذرة في حالتها الكفانتية، مثلا مايسمى السبين، spin(في موضوع الانسان مسيير ام مخير يوجد وصف كامل عن السبين), يمكن استخدامه من اجل تخزين المعلومات ومن اجل الحساب. السبين هو تعبير عن الحركة الداخلية للذرة، وطالما ان المرء لايقيس السبين يمكن للذرة إمتلاك سبين للاعلى واخر للاسفل، الامر الذي يتناسب مع دوران بإتجاه وعكس إتجاه الشمس في نفس الوقت. هذه الظاهرة الغريبة يطلق عليها المكان الفائق، superposition, ويجعل بإمكان كمبيوتر الكفانت ان يحتوي على الواحد والصفر في البَيت الكفانتي نفسه.
المحافظة على إستقرار وضعية "المكان الفائق" يتطلب عزل كامل للذاكرة، إذ ان كل تبادل مع المحيط يعتبر قياس يقرر حالة الكفانت. هذا الامر غير مرغوب فيه، إذ ان الكفانت الكمبيوتري يحصل على قدراته الحسابية من خلال كون حالة الكفانت لايمكن تعريفها.
الذرة تصبح الذاكرة الصلبة
العديد من فرق البحث استطاعت إثبات إمكانية إبقاء الذرة في وضعية " المكان الفائق" من خلال عزل ذرات معينة في مصائد مغناطيسية، بحيث يجنبهم التعرض للتأثير المتغيير القادم من التماس مع المحيط، ولكن العالم Eugene Polzik, ومجموعته اختاروا استراتيجية اخرى، وهي وضع غاز مع مليارات الذرات من السيسيوم في حقل مغناطسي. الفكرة من ذلك، انه وحتى لو تصادمت الذرات مع الوعاء الموجودين فيه تبقى حالة الكفانت العامة لمجموع الذرات غير متأثرة.
في المحاولة جرى تيليبورتا ضوء مشفر الى وعاء، يحوي على عدة مليارات من ذرات السيسيوم. قبل البدء بالتجربة جرى تعريض الوعاء لحقل مغناطيسي، من اجل تنظيم حركة السبين في الذرات، بحيث يصبح دورانهم حسب موجة محددة. بعد ذلك يصبح من الممكن توجيه سبين الذرات بواسطة موجات الراديو، لها الموجة ذاتها. إضافة الى ذلك يجب التأكد من ان جميع الذرات لها سبين في إتجاه عامودي، وبعد ذلك يمكن بدء التجربة.
في البداية ترسل اشعة لازرية قوية عبر الغاز. خلال العبور تتبادل الاشعة الفوتونات مع الذرات، وبالتالي تترابط الحالة الكفانتية للطرفين. في النتيجة تصبح الاشعة حاوية على المعلومات عن الحالة الكفانتية للذرات.
الاشعة الليزرية تختلط مع الاشعة المشفرة، والتي يجب تيليبورتا، لترسل الاشعتين الى مستقبلين مختلفين، وظيفتهم إجراء القياس لكلاهما. القياسات المجموعة ترسل كإشارة الكترونية عادية الى الجهة التي جاءت منها، اي الوعاء الاصلي الممتلئ بغاز السيسيوم. قبل إرسال الاشارة الى الوعاء يحول الى إشارة راديوية لها الموجة ذاتها التي تستطيع التأثير على السبين، spin.
فقط عندما تتوحد نتائج القياس مع حالة الذرات الكفانتية في الوعاء يجري إعادة خلق المعلومات السرية في الاشعة المشفرة، وبالتالي تتمكن الذرات من التعرف على الشفرة الاولى التي ارسلت من خلال الوعاء، لتكون النتيجة نقل الحالة الكفانتية السابقة المحفوظة في الشيفرة الى الذرات الحالية.
نجاح التجربة تبرهن على إمكانية نقل " شئ" من مكان الى اخر بمساعدة الضوء. بهذا يكون قد انفتحت آفاق جديدة لبناء جيل ثوري من ادوات الاتصالات، مبنيا على الكود الكفانتي الذي لايمكن تقليده، الامر الذي يعني انتهاء عصر الهكر.
في السنوات القادمة ستعسعى التجارب لنقل المعلومات من ذرة الى ضوء ومن ثم الى ذرة من جديد. في حالة النجاح يمكن بناء عدة ذاكرات تتواصل مع بعضها، الامر الذي يجعل الامكانيات غير محدودة في بناء السوبر كمبيوتر.
http://www.youtube.com/watch?v=to2QMNtolQs&feature=related
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanics
http://www.youtube.com/watch?v=TcmGYe39XG0&feature=PlayList&p=0F530F3BAF8C6FCC&index=0&playnext=1
http://www.youtube.com/watch?v=ZFUnpwNRUwA&feature=channel
Amit Goswami, Quantum Physics & Consciousness 1 of 3
http://www.youtube.com/watch?v=s42mrdhKwRA
بحث
قائمة الأعضاء
التقويم
وثائق المساعدة
