عادة ، من أجل قياس شيء ما ، تحتاج إلى التفاعل معه بطريقة ما: إما الدفع ، أو الضرب ، أو تحتاج إلى صدى الموجات الصوتية أو تيار الضوء. باختصار ، يكاد يكون من المستحيل النظر إلى شيء ما دون بعض التفاعل معه. لكن هناك استثناءات لأي قاعدة ، وهي موجودة في العالم فيزياء الكم.
يقترح باحثون في جامعة آلتو في فنلندا طريقة "لرؤية" نبضة الميكروويف دون امتصاص وإعادة إشعاع أي موجات ضوئية. هذا مثال على قياس خاص بدون تفاعل ، عندما يتم ملاحظة كائن دون تدخل من الجسيمات الوسيطة.
المفهوم الأساسي لـ "الرؤية بدون لمس" ليس جديدًا. لقد أثبت الفيزيائيون أنه من الممكن استخدام الطبيعة الشبيهة بالموجة للضوء لاستكشاف الفضاء وعدم جعله يتصرف مثل الجسيمات عن طريق تقسيم موجات الضوء المحاذاة بدقة إلى مسارات مختلفة ومقارنة مساراتها.
بدلاً من الليزر والمرايا ، استخدم الفريق الموجات الدقيقة وأشباه الموصلات ، وهذا إنجاز منفصل. استخدم التثبيت ما يسمى ب الإرسال جهاز لكشف الموجات الكهرومغناطيسية التي تولد نبضات. على الرغم من كونها كبيرة نسبيًا وفقًا لمعايير الكم ، إلا أن هذه الأجهزة تحاكي السلوك الكمي للجسيمات الفردية على مستويات عديدة باستخدام دائرة فائقة التوصيل.
كتب الباحثون في عملهم المنشور: "القياس بدون تفاعل هو تأثير كمي أساسي يحدد وجود جسم حساس للضوء دون امتصاص لا رجوع فيه للفوتونات". "هنا نقترح مفهوم الاكتشاف المترابط دون تفاعل ونوضحه بشكل تجريبي باستخدام دائرة إرسال فائقة التوصيل من ثلاثة مستويات."
اعتمد الفريق على التماسك الكمي الناتج عن نظامهم الخاص (قدرة الأشياء على احتلال حالتين مختلفتين في نفس الوقت ، مثل قطة شرودنغر الشهيرة) لإنجاح المخطط المعقد. يقول علماء من جامعة آلتو: "كان علينا تكييف المفهوم مع الأدوات التجريبية المختلفة المتاحة للأجهزة فائقة التوصيل". - لهذا السبب ، كان علينا أيضًا تغيير البروتوكول القياسي بشكل جذري دون تفاعل. أضفنا طبقة أخرى من الكم باستخدام مستوى طاقة أعلى الإرسال".
كانت التجارب التي أجراها الفريق مدعومة بنماذج نظرية تدعم النتائج. هذا مثال على ما يسميه العلماء ميزة الكم - قدرة الأجهزة الكمومية على تجاوز ما هو ممكن مع الأجهزة الكلاسيكية.
في فيزياء الكم ، يمكن أن يؤدي لمس الأشياء أحيانًا إلى عواقب وخيمة. لذلك بالنسبة للحالات التي يتطلب العمل فيها دقة قصوى ، قد تكون طرق القياس البديلة التالية مفيدة. تشمل المجالات التي يمكن تطبيق هذا المخطط فيها الاحصاء الكمية، التصوير البصري ، كشف الضوضاء وتوزيع مفاتيح التشفير. في كل حالة ، ستزداد كفاءة الأنظمة المعنية بشكل كبير.
يقول العلماء: "في الحوسبة الكمومية ، يمكن استخدام طريقتنا لتشخيص حالات الفوتون الميكروي في بعض عناصر الذاكرة". "يمكن النظر إلى هذا على أنه طريقة عالية الكفاءة لاستخراج المعلومات دون تعطيل عمل المعالج الكمي."
يمكنك مساعدة أوكرانيا في محاربة الغزاة الروس. أفضل طريقة للقيام بذلك هي التبرع بالأموال للقوات المسلحة لأوكرانيا من خلال الحفاظ على الحياة او من خلال الصفحة الرسمية NBU.
مثير للاهتمام أيضًا: