به نقل از «ایسنا»

کمک ابررایانه‌ها به مرتبط کردن درهم تنیدگی کوانتومی با قهوه سرد!

تاریخ انتشار: ۱۴ بهمن ۱۳۹۸ | کد خبر: ۲۶۷۵۸۱۸۲

فیزیکدانان نظری از کالج "ترینیتی"(Trinity) دوبلین ارتباط عمیقی بین یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های مکانیک کوانتومی یعنی درهم تنیدگی کوانتومی و گرمازدایی(فرآیندی که مواد برای رسیدن به تعادل گرمایی طی می‌کنند) پیدا کرده‌اند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، همه ما با گرمازدایی آشنا هستیم. به عنوان مثال کافی است به اینکه چطور یک فنجان قهوه با گذشت زمان به دمای اتاق می‌رسد، فکر کنید.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اما درهم تنیدگی کوانتومی داستانی متفاوت است.

با این حال مطالعاتی که توسط "مارلون برنس" دانشجوی دکترا و پروفسور "جان گولد" از کالج ترینیتی با همکاری "سیلویا پاپالاردی" و پروفسور "الساندرو سیلوا" از ایتالیا انجام شده است، نشان می‌دهد که چگونه این دو با هم مرتبط هستند.

در دانش فیزیک، اصطلاح تعادل گرمایی هم در یک معنای عمومی در مباحث معمولی فیزیک و هم در یک معنای اختصاصی در مبحث ترمودینامیک به‌ کار می‌رود. در ادبیات عمومی فیزیک، منظور از تعادل گرمایی، حالات پایدار دما هستند که ممکن است در ابعاد فضایی یا زمانی مطرح شود. معنای آن در موقعیت‌های مختلف تفاوت می‌کند. در دانش ترمودینامیک، تعادل گرمایی ممکن است در دو معنای تخصصی مختلف به‌ کار رود. یکی به معنای تعادل گرمایی در خود یک سیستم و دیگری رابطه حالات فیزیکی بین دو جسم. تعادل گرمایی در درون یک سیستم به این معنی است که دما در درون سیستم هم از نظر فضایی و هم از نظر زمانی یکنواخت است.

از طرفی درهم تنیدگی کوانتومی می‌گوید در سامانه‌های مرکب با وضعیت‌هایی مواجه می‌شویم که در آن اجزای سامانه دارای هیچ ویژگی نیستند، بلکه فقط سامانه کل دارای دسته‌ای از ویژگی‌ها است. به زبان ساده و به عنوان اولین مثال تاریخی، درهم‌تنیدگی، جفت شدن خواص مکانیکی دو ذره است، ذراتی که پیش‌تر با یکدیگر در اندرکنش بوده و سپس از یکدیگر جدا شده‌اند، به دلیل دارا بودن ویژگی درهم‌تنیدگی مشاهده اولین ذره منجر به تغییر آنی ذره دوم می‌گردد. درهم تنیدگی برای ذراتی همچون فوتون‌ها، الکترون‌ها و حتی مولکول‌ها رخ می‌دهد. این اندرکنش فیزیکی مربوط به خواصی نظیر مکان، تکانه، اسپین، قطبش و غیره است، به گونه‌ای که با تعیین هریک از خواص برای یکی از دو ذره همان خاصیت در دیگری تعیین می‌شود. به عبارت دیگر هر یک از ذرات جفت شده به خوبی توسط حالت کوانتومی مشابه توصیف می‌شوند.

پروفسور "گولد" سرپرست این گروه تحقیقاتی با بیان اهمیت این کشف، توضیح داد: درهم تنیدگی کوانتومی یک ویژگی درکی غیرمستقیم از مکانیک کوانتومی است که این امکان را می‌دهد تا ذره‌هایی که در بعضی مواقع با یکدیگر در تعامل بوده‌اند به شکلی با هم تنیده شوند که به صورت کلاسیک امکانپذیر نیست. اندازه گیری‌ها روی یک ذره بر نتایج اندازه گیری دیگر ذرات اثر می‌گذارد، حتی اگر آنها چندین سال نوری از هم فاصله داشته باشند. اینشتین این اثر را "عمل شبح وار در فاصله"(spooky action at a distance) نامیده است.

"گولد" افزود: معلوم می‌شود که درهم تنیدگی تنها شبح‌وار نیست، بلکه در حقیقت همه‌گیر است و در همه‌ جا وجود دارد و در واقع چیزی که حتی بیشتر از همه شگفت‌انگیز است این است که ما در عصری زندگی می‌کنیم که فناوری در حال شروع به بهره برداری از این ویژگی برای اجرای شاهکارهایی است که تا همین چند سال پیش غیرممکن تصور می‌شد. این فناوری‌های کوانتومی با همکاری و تلاش شرکت‌هایی مانند گوگل و آی‌بی‌ام به سرعت در حال توسعه است.

اما ارتباط همه این‌ها با قهوه سرد چیست؟

پروفسور "گولد" توضیح می‌دهد: هنگامی که شما یک فنجان قهوه آماده می‌کنید و برای مدتی آن را رها می‌کنید، قهوه به دمای محیط اطراف می‌رسد و خنک می‌شود. این اثر گرمازدایی است. در فیزیک می‌گوییم که این روند غیرقابل برگشت است. همانطور که می‌دانیم قهوه ما وقتی خنک می‌شود دوباره بدون اعمال حرارت گرم نمی‌شود. چگونگی برگشت ناپذیری و رفتار حرارتی در سیستم‌های فیزیکی چیزی است که من را به عنوان یک دانشمند مجذوب خود می‌کند، زیرا در مقیاس‌های کوچک به اندازه اتم‌ها بسیار جذاب است. در علم فیزیک، مکانیک آماری نظریه‌ای است که هدف از آن درک این فرآیند از منظر میکروسکوپی است.

بنابراین ارتباط این‌ها با درهم تنیدگی و نتایج دانشمندان چه می‌گوید؟

"گولد" ادامه داد: در مکانیک آماری روش‌های مختلفی وجود دارد که به عنوان اثرات کلی شناخته می‌شوند و در آنها می‌توانید نحوه گرمازدایی یک سیستم را توصیف کنید. آنچه ما در کار خود نشان می‌دهیم این است که نه تنها درهم تنیدگی در این فرآیند وجود دارد، بلکه ساختار آن بسته به اینکه چه روشی برای توصیف سیستم خود انتخاب می‌کنید، بسیار متفاوت است. بنابراین به ما راهی برای آزمایش سوالات مبنایی در مکانیک آماری می‌دهد. این ایده کلی است و می‌تواند برای طیف وسیعی از سیستم‌ها به کوچکی چند اتم و به بزرگی سیاه‌چاله‌ها کاربرد داشته باشد.

"مارلون برنس" از ابررایانه‌ها برای شبیه‌سازی سیستم‌های کوانتومی برای آزمایش این ایده استفاده کرده است.

وی یک متخصص عددی است، می‌گوید: شبیه سازی‌های عددی که من برای این پروژه انجام دادم، نهایتِ چیزی است که در حال حاضر می‌توان در سطح محاسبات با کارایی بالا انجام داد. این شبیه سازی‌ها به عنوان یک نتیجه اساسی خوب به ما کمک کرد تا مرزهای این نوع روش محاسباتی را گسترش دهیم و بدانیم که کدهای ما در بالاترین سطح هستند.

این مطالعه در مجله معتبر Physical Review Letters منتشر شده است.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: ابررايانه قهوه درهم تنیدگی کوانتومی درهم تنیدگی کوانتومی شبیه سازی یک سیستم سیستم ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۶۷۵۸۱۸۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

عملیات وعده صادق تابوی شکست‌ناپذیری اسرائیل را درهم شکست

نایب رئیس مجلس گفت: با پاسخی که ایران در عملیات "وعده صادق " به حملات اسرائیل داد قدرت بازدارندگی ایجاد شد و تابوی شکست ناپذیری و نفوذناپذیری اسرائیل در هم شکست. - اخبار استانها -

به گزارش خبرگزاری تسنیم از قم، حجت الاسلام مجتبی ذوالنور در همایش ائمه جماعات استان قم، رژیم صهیونیستی را به مثابه غده سرطانی، تهدیدی برای همه بشریت دانست و گفت: اسرائیلی، صهیونیستی و یهودی سه عنوان جدا از هم هستند و اینگونه نیست که هر یهودی، صهیونیستی باشد.

نایب رئیس مجلس شورای اسلامی با اشاره به اینکه امروز عزمی در دولت‌های عربی برای مبارزه با اسرائیل وجود ندارد، افزود: مردم مظلوم فلسطین به برکت انقلاب اسلامی تاکنون ایستادگی کرده اند و رسوخ باورها و ارزش‌های انقلاب اسلامی بدنه مقاومت فلسطین را مقاوم کرده است.

 ذوالنور با اشاره به اینکه طبق نظر سنجی ها تنفر مردم جهان نسبت به اسرائیل بیشتر شده، بیان کرد: ادامه جنگ برای اسرائیل خسارت و بیرون آمدن از جنگ برای آنها شکست است.

نایب رئیس مجلس شورای اسلامی ضمن بیان اینکه اسرائیل با حمله به کنسولگری ایران در سوریه به دنبال حمایت کشورهای اروپایی بود، گفت: با پاسخی که جمهوری اسلامی به حملات اسرائیل داد قدرت بازدارندگی ایجاد شد و تابوی شکست ناپذیری و نفوذ ناپذیری اسرائیل در هم شکست.

وی با بیان اینکه دیدگاه قرآن درباره یهود کاملا مشخص است، تصریح کرد: پایه‌های صهیونیسم بیش از اینکه در یهودیت باشد در مسیحیت شکل گرفته است.

نماینده مردم قم در مجلس شورای اسلامی با اشاره به اینکه رژیم صهیونیستی اسرائیل در سال 1948 با پشتیبانی آمریکا و اروپا تشکیل شد، اظهار داشت: امروز صهیونیسم مسیحی در جهان شکل گرفته است.

ذوالنور ضمن تاکید بر این که شورای حقوق بشر سازمان ملل متحد باور به استاندارد دوگانه در قبال اسرائیل دارند، گفت: معامله قرنی که ترامپ طراحی کرد معادل بودجه 10 سال ایران هزینه داشت و به دنبال عادی سازی روابط کشورها با اسرائیل بود و در نتیجه قبل از طوفان الاقصی مسابقه عادی سازی روابط با اسرائیل بین کشورها وجود داشت.

انتهای پیام/