تشابك الجزيئات في خرق فيزيائي يحرز تقدما في الحوسبة الكمومية
مقدمة :
التشابك الكمومى
هو ظاهرة فيزيائية تسمح بربط جزيئين مختلفين بحيث يتصرفان كوحدة واحدة حتى لو كانا في أماكن مختلفة من الكون.
 |
تشابك الجزيئات في خرق فيزيائي يحرز تقدما في الحوسبة الكموميةالحوسبة الكموميةهي تقنية تستخدم خصائص الجسيمات الدقيقة لإجراء عمليات حسابية بسرعة فائقة،وتحل مشكلات لا يمكن للحواسيب التقليدية التعامل معها. |
التشابك الكمومي له تطبيقات مذهلة في مجال الحوسبة الكمومية،وهي تقنية تستخدم خصائص الجسيمات الدقيقة لإجراء عمليات حسابية بسرعة فائقة.
إذا استطعنا تشابك عدد كبير من الجزيئات فسنتمكن من إنشاء حاسوب كمومي قوي يمكنه حل مشكلات لا يمكن للحواسيب التقليدية التعامل معها.
ولكن كيف يمكننا تشابك الجزيئات؟
هذا هو التحدي الذي يواجهه العلماء في مختبرات الفيزياء في جميع أنحاء العالم. ولحسن الحظ فقد حققوا تقدمًا مهمًا في السنوات الأخيرة.
لفهم التشابك الكمومي ، علينا أولاً أن ندرك أن الجزيئات الدقيقة مثل الإلكترونات والفوتونات لها خصائص غريبة لا تتبع قواعد الفيزياء الكلاسيكية التي نعرفها.
إحدى هذه الخصائص هي أنها تكون في حالة من الغموض،وهذا يعني أنها لا تملك قيمة محددة لبعض المتغيرات مثل الموضع أو الزاوية أو الدوران ، إلا عندما نقوم بقياسها. وعندما نقوم بذلك،فإن الجسيم ينهار إلى حالة معينة بشكل عشوائي.
إذا كان هناك جزيئين متشابكين مثل إلكترونين أو فوتونين، هذا يعني أنهما مرتبطان بطريقة خاصة بحيث يتأثران ببعضهما البعض حتى لو كانا في أماكن بعيدة.
عندما تقوم بقياس خاصية معينة لأحد الجزئين مثل الدوران فإن الجزيء الآخر سينهار إلى حالة متوافقة معه دون الحاجة إلى أي اتصال أو تبادل للمعلومات.
هذا يعني أن الجزيئين يشاركان نفس المعلومات ويتصرفان كوحدة واحدة وكأنهما جزيء واحد كبير.
هذا ما يسمى بالتشابك الكمومي وهو أحد أكثر الظواهر الفيزيائية غرابة وإثارة للدهشة. حتى أن أينشتاين وصفه بأنه عمل بعيد الأثر لأنه يبدو أنه ينتهك مبدأ السببية والمحلية اللذين يقولان أن لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع من الضوء ، وأن الأحداث تتأثر فقط بما يحدث في محيطها المباشر.
لماذا يهمنا التشابك الكمومي؟
التشابك الكمومي له تطبيقات مذهلة في مجال الحوسبة الكمومية وهي تقنية تستخدم خصائص الجسيمات الدقيقة لإجراء عمليات حسابية بسرعة فائقة.
الحواسيب الكمومية تستخدم وحدات معلومات كمومية تسمى بتات كمومية،أو كيوبتس،بدلاً من البتات التقليدية التي تستخدمها الحواسيب الكلاسيكية.
البت هو وحدة معلومات أساسية تمثل قيمة 0 أو 1. الكيوبت هو جسيم دقيق،مثل إلكترون أو فوتون ، يمكن أن يكون في حالة من الغموض ، ويمثل قيمة 0 أو 1 أو كلاهما في نفس الوقت هذا يعني أن الكيوبت يمكن أن يحمل معلومات
التشابك الكمي القابل للتحكم فيه هو تحدي كبير في مجال الفيزياء الكمومية
لتشابك جزيئين يجب أن تتفاعل بطريقة خاصة وتبقى معزولة عن البيئة المحيطة وتحافظ على حالة الغموض. هذا يتطلب ظروفًا دقيقة ومعدات حساسة،ويصبح أكثر صعوبة مع زيادة عدد الجزيئات المتشابكة.
ومع ذلك ، فقد حقق العلماء تقدمًا مذهلاً في هذا المجال،واستطاعوا تشابك الجزيئات من أنواع مختلفة مثل: الفوتونات والإلكترونات والنيوترونات والجزيئات الكبيرة وحتى الماسات الصغيرة.
كما استطاعوا تشابك الجزيئات على مسافات بعيدة ونقل التشابك عبر الألياف الضوئية والأقمار الصناعية.
كما ابتكروا طرقًا لتوليد وتحكم واستخدام التشابك في الحوسبة والاتصالات الكمومية.
خاتمة:
في هذا المقال تعرفنا على مفهوم التشابك الكمومي وتطبيقاته في مجال الحوسبة الكمومية.ومع ذلك،فإن التشابك الكمومي والحوسبة الكمومية ليستاسهلين وبسيطتين. العلماء يواجهون تحديات كبيرة في توليد وتحكم واستخدام التشابك الكمومي في الحواسيب الكمومية.ولكن هناك أيضًا تقدم ملحوظ في هذا المجال ،وهناك توقعات بأن يكون للحوسبة الكمومية تأثير كبير على مجالات مختلفة مثل العلوم والطب والتشفير والذكاء الاصطناعي.
