خاصیت الماسها در انتقال دادهی کوانتومی
خاصیت الماسها در انتقال دادهی کوانتومی
مجله علمی ایلیاد - گروهی از فیزیکدانان ژاپنی با موفقیت توانستهاند سفر کوانتومی یا همان تغییر حالات کوانتومی را در الماس نشان دهند. پروفسور «هیدئو کوساکا» میگوید: «سفر کوانتومی از قوانین اصلی فناوری اطلاعات کوانتومی است. این کار اجازهی انتقال اطلاعات کوانتومی به درون یک فضای غیرقابل دسترس را میدهد. این کار همچنین اجازهی انتقال اطلاعات به درون حافظهی کوانتومی را نیز بدون آشکار شدن اطلاعات و یا تخریب شدن اطلاعات کوانتومی ذخیرهشده میدهد.»
منظور از فضای غیرقابل دسترس در این مورد، اتمهای کربن موجود در الماس است. الماس از اتمهای منفرد و در عین حال متصل کربن تشکیل شده است و به این ترتیب یکی از مواد مناسب برای سفر کوانتومی محسوب میشود. اتم کربن ۶ پروتون و ۶ نوترون دارد که توسط شش الکترون احاطه شدهاند. قرار گرفتن این اتمها درون شبکهی الماس باعث ایجاد یک شبکهی قدرتمند میشود. وقتی که یک اتم نیتروژن به جای یک اتم کربن قرار بگیرد، شبکهی الماس دارای ایراد بغرنجی میشود. فیزیکدانان ساختاری که در آن اتم نیتروژن توسط اتمهای کربن احاطه شده است را «آهنربای نانویی» مینامند.
پروفسور کوساکا و همکارانش برای دستکاری کردن یک الکترون و یک ایزوتوپ کربن درون جاهای خالی، سیمی که قطر آن یک چهارم موی انسان است را به سطح الماس متصل کردهاند و امواج مایکروویو و رادیویی را به سیم وصل کردند تا به این ترتیب، میدان مغناطیسی نوسانی در اطراف الماس شکل بگیرد. آنها امواج مایکروویو را به نحوی شکل دادند که انتقال اطلاعات کوانتومی درون الماس را ممکن کند. در مرحلهی بعد آنها از آهنربای نانویی نیتروژنی برای لنگر کردن یک الکترون استفاده کردند. آنها با استفاده از امواج اعمالشده باعث شدند که دوران الکترون با دوران هستهی کربن همسان شود. دوران الکترون تحت میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنربای نانو متوقف میشود و الکترون به این ترتیب مستعد گیراندازی میشود.
وقتی که دو قطعه در یکدیگر گیراندازی میکنند، به این معنی است که مشخصات فیزیکی آنها به نحوی با یکدیگر متصل است که نمیتوان آنها را بهصورت مجزا تعریف کرد. در این شرایط یک فوتون که دارای اطلاعات کوانتومی است، وارد میشود و الکترون آنرا جذب میکند. این جذب شدن باعث میشود که حالت قطبش فوتون به کربن انتقال پیدا کند. این کربنها با الکترونها گیراندازی شدهاند و به همین خاطر میتوان گفت که در حقیقت سفر اطلاعات در سطح کوانتومی رخ داده است.
پروفسور کوساکا میگوید: «هدف نهایی ما به واقعیت پیوستن ارتباطات کوانتومی و کامپیوترهای کوانتومی برای اندازهگیریها و محاسبات کوانتومی است.»
نتایج این تحقیقات طی مقالهای در مجلهی Communications Physics به چاپ رسیده است.