تله‌پورتیشن کوانتومی و روشی جدید برای رمزنگاری اطلاعات

بعد از اعلام رسمی انتقال اطلاعات در دوربری کوانتومی اطلاعات در مسافت ۱۵۰ کیلومتری آن‌هم در جو پرتلاطم جزایر قناری، حالا آن‌ها برای چالش جدی‌تری آماده می‌شوند که نقل و انتقال ذره‌ای بنیادین در فضاست.

هر چند مثل مجموعه استار ترک (پیشتازان فضا) نمی‌توان انسان‌ها را به این طریق منتقل کرد، اما نقل و انتقال اطلاعات به صورت رمز گذاری شده و غیر قابل دسترس به صورت کوانتومی امروز از همیشه نزدیک‌تر است.

بر اساس اطلاعات منتشر شده در مجله نیچر، آنتوان زیلینگر و همکارانش از موسسه اپتیک و اطلاعات کوانتومی در وین توانسته‌اند یک فوتون را در فاصله ۱۴۳ کیلومتری بین دو جزیره تنریف و لاپالما از مجمع‌الجزایر قناری دوربری کنند.

دوربری کوانتومی (کوانتوم تله‌پورتیشن) روشی است که در آن اطلاعات را بین دو نقطه بدون پیمودن فاصله بین آن دو نقطه جابجا می‌کنند. پیش از این یک تیم چینی گزارش کرده بود که توانسته دوربری کوانتومی یک فوتون را در فاصله ۹۰ کیلومتری انجام دهد.

در این اقدام تعدادی فوتون واقعا از نظر فیزیکی بین دو نقطه جابجا شده‌اند، اما این کار فقط با انجام درهم‌تنیدگی منابع انجام می‌شود. اطلاعات نشان می‌دهد که فوتون‌ها باید واقعا منتقل شده باشند، چون قطبیدگی و بقیه مشخصات فوتون‌ها منتقل شده‌اند، یعنی ذره دوربری شده ابتدا در یک مکان بوده و سپس در مکان دیگری پدید آمده آست.

 

ادامه نوشته

ارتباط متافیزیک و کوانتم

با توجه به اینکه خواص ذرات مادی و غیرمادی در ابعاد بسیار کوچک حجمی و جرمی به یکدیگر نزدیک می شوند و تبدیلات ماده و غیرماده نیز در این سطح انجام می شود می توان به بررسی ماهیت این ذرات با توجه به این موضوع پرداخت. به عنوان مثال ما در مورد ذرات مادی اطلاعات بسیار زیادی به دست اورده ایم ولی در مورد ذرات غیرمادی اطلاعات بسیار اندکی در اختیار است و نقطه تلاقی خواص ذرات مادی و ذرات غیرمادی نقطه ای است که می توان به شناخت ذرات غیرمادی اقدام نمود و این موضوع می تواند رهیافت بسیار مهمی در متافیزیک باشد. با توجه به این موضوع باید با شناخت لایه های عمیق تری از فلسفه کوانتم ارتباط وسیعی را بین کوانتم و ذرات غیرمادی برقرار نمود که مبنای شروع کار همان ذرات مادی در ابعاد بسیار کوچک می باشد. ذرات مادی وقتی در یک محیط مقید می شوند از خود خواص کوانتمی و غیرکلاسیکی بروز می دهند بنابراین این خواص می تواند توسط ذرات غیرمادی نیز صورت گیرد یعنی ذرات غیرمادی نیز وقتی مقید می شوند به دلیل وجود شرایط مرزی در آنها از خود خواص غیرکلاسیکی و کوانتمی بروز می دهند.

ادامه نوشته

کوانتوم چیست؟(درهفت گام)

نيلز بور (1962-1885)، از بنيانگذاران فيزيك كوانتوم، در مورد چيزي كه بنيان گذارده است، جمله اي دارد به اين مضمون كه اگر كسي بگويد فيزيك كوانتوم را فهميده، پس چيزي نفهميده است. من هم در اينجا مي خواهم چيزي را برايتان توضيح دهم كه قرار است نفهميد! 

گام اول: تقسيم ماده 

بياييد از يك رشته‌ي دراز ماكارونيِ پخته شروع كنيم. اگر اين رشته‌ي ماكاروني را نصف كنيم، بعد نصف آن را هم نصف كنيم، بعد نصفِ نصف آن را هم نصف كنيم و... شايد آخر سر به چيزي برسيم ــ البته اگر چيزي بماند! ــ كه به آن مولكولِ ماكاروني مي‌توان گفت؛ يعني كوچكترين جزئي كه هنوز ماكاروني است. حال اگر تقسيم كردن را باز هم ادامه بدهيم، حاصل كار خواص ماكاروني را نخواهد داشت، بلكه ممكن است در اثر ادامه‌ي تقسيم، به مولكول‌هاي كربن يا هيدروژن يا... بربخوريم. اين وسط، چيزي كه به درد ما مي خورد ــ يعني به دردِ نفهميدنِ كوانتوم! ــ اين است كه دست آخر، به اجزاي گسسته اي به نام مولكول يا اتم مي رسيم. 

اين پرسش از ساختار ماده كه «آجرك ساختماني ماده چيست؟»، پرسشي قديمي و البته بنيادي است. ما به آن، به كمك فيزيك كلاسيك، چنين پاسخ گفته ايم: ساختار ماده، ذره اي و گسسته است؛ اين يعني نظريه‌ي مولكولي. 

گام دوم: تقسيم انرژي 

بياييد ايده‌ي تقيسم كردن را در مورد چيزهاي عجيب تري به كار ببريم، يا فكر كنيم كه مي توان به كار برد يا نه. مثلاً در مورد صدا. البته منظورم اين نيست كه داخل يك قوطي جيغ بكشيم و در آن را ببنديم و سعي كنيم جيغ خود را نصف ـ نصف بيرون بدهيم. صوت يك موج مكانيكي است كه مي تواند در جامدات، مايعات و گازها منتشر شود. چشمه هاي صوت معمولاً سيستم هاي مرتعش هستند. ساده ترين اين سيستم ها، تار مرتعش است ــ كه در حنجره‌ي انسان هم از آن استفاده شده است. به‌راحتي(!) و بر اساس مكانيك كلاسيك مي توان نشان داد كه بسياري از كمّيت هاي مربوط به يك تار كشيده‌ي مرتعش، از جمله فركانس، انرژي، توان و... گسسته (كوانتيده) هستند. گسسته بودن در مكانيك موجي پديده اي آشنا و طبيعي است (براي مطالعه‌ي بيشتر مي توانيد به فصل‌هاي 19 و 20 «فيزيك هاليدي» مراجعه كنيد). امواج صوتي هم مثال ديگري از كمّيت هاي گسسته (كوانتيده) در فيزيك كلاسيك هستند. مفهوم موج در مكانيك كوانتومي و فيزيك مدرن جايگاه بسيار ويژه و مهمي دارد كه جلوتر به آن مي رسيم و يكي از مفاهيم كليدي در مكانيك كوانتوم است. 

پس گسسته بودن يك مفهوم كوانتومي نيست. اين تصور كه فيزيك كوانتومي مساوي است با گسسته شدن كمّيت هاي فيزيكي، همه‌ي مفهوم كوانتوم را در بر ندارد؛ كمّيت هاي گسسته در فيزيك كلاسيك هم وجود دارند. بنابراين، هنوز با ايده‌ي تقسيم كردن و سعي براي تقسيم كردن چيزها مي‌توانيم لذت ببريم! 

ادامه نوشته