◾️ تحقق پدیده درهم‌تنیدگی اتم‌ها در دمای اتاق
محققان موفق به انجام پدیده موسوم به درهم تنیدگی کوانتومی در شرایط اتاق شدند که می‌توان از آن برای کاربردهای حیرت‌انگیزی در فناوری اطلاعات استفاده کرد. امکان ذخیره سازی اطلاعات با حجم بالا در فضایی بسیاری کم یکی از مزایای این فناوری است.
ذرات بسیار‌کوچک غیرقابل پیش‌بینی هستند، این ذرات در یک لحظه می‌توانند در دو یا چند مکان باشند و حتی در جایی به دام بی افتند که اقدامات روی یک ذره می‌تواند روی جفت آن در سراسر جهان تاثیر بگذارد. فیزیکدانان اخیرا موفق شدند هزاران اتم را در دمای اتاق جفت کنند. پیش‌از‌این، این اتم‌ها تنها در دماهایی بسیار سرد تاحد دمای میعان هلیوم جفت می‌شدند.
طبق گفته محققان این دستاورد جدید می‌تواند روزی برای عکسبرداری حساس‌تر رزونانس مغناطیسی (MRI)، رایانه‌های بسیار قدرتمند کوانتومی و حتی شبکه‌های ارتباطات کوانتومی غیرقابل نفوذ توسط فناوری‌های شناخته‌شده استفاده شود.
فیزیک کوانتوم چگونگی رفتار همه ذرات شناخته‌شده را توضیح می‌دهد. امتیاز کلیدی فیزیک کوانتومی این‌جا است که جهان در ابعاد کوچک بسیار نامعلوم است. برای مثال، اتم‌ها و دیگر اجزای سازنده کهکشان درواقع در وضعیت گذرایی موسوم به وضعیت برهم‌نهی (superposition) قرار دارند. بدین‌معنی که این ذرات می‌توانند در یک لحظه در دو یا چند مکان باشند.
درهم‌تنیدگی، کلیدی برای محاسبات کوانتومی متکی بر بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها است که در حالت برهم‌نهی کیوبیت‌ها در یک لحظه می‌توانند هر دو وضعیت "روشن" و "خاموش" را اختیار کنند. اگر دو کیوبیت در حالت برهم‌نهی باشند بدان معنی است که گنجایش ذخیره‌سازی چهار بیت را دارند. در اصل، تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که یک رایانه کوانتومی با 300 کیوبیت می‌تواند در یک لحظه محاسبات بیشتری را نسبت به تعداد کل اتم‌های موجود در جهان انجام دهد.
به‌گفته دیوید آشالوم ، فیزیکدان تجربی دانشگاه شیکاگو (University of Chicago)، دانشمندان علاوه بر کیوبیت‌های میکروسکوپی درپی گرفتارکردن گروه‌های ماکروسکوپی هستند تا بتوانند پیغام‌های بسیار بزرگ‌تر و قابل‌تشخیص‌تری تولید کنند.
بااین‌حال، مغناطیس و حرارت می‌توانند به‌راحتی فرایند این درهم‌تنیدگی را مختل کنند. برای به دام‌انداختن گروه‌های ماکروسکوپی، تحقیقات قبلی از دمای فوق سرد در حدود منفی 454 درجه فارنهایت (منفی 270 درجه سانتیگراد) و میدان مغناطیسی قوی‌تر، از نوع استفاده‌شده در اسکن MRI معمولی استفاده کردند. در‌حال‌حاضر دانشمندان، ذرات ماکروسکوپی را در دمای اتاق با استفاده از میدان مغناطیسی ضعیف درحد آهنربای یخچال گرفتار کرده‌اند.
روش جدید به جای دمای بسیار سرد از نور لیزر مادون‌قرمز برای تنظیم بخش‌های مغناطیسی هزاران الکترون و هسته اتمی در یک قطعه سیلیکون کاربیدی استفاده می‌کند. سپس با استفاده از پالس‌های الکترومغناطیسی بسیار شبیه به اسکن MRI ذرات را در فضایی به اندازه 40 میکرون مکعب که حدود نصف اندازه یک سلول قرمز خون است گرفتار می‌کنند.
🌐 دانشمندان یافته‌های خود را در مجله Science Advances چاپ کرده‌اند.