فیزیکدانان کوانتومی در دانشگاه ورشو کاربردهای جدیدی برای کاتالیز کوانتومی - معادل کوانتومی کاتالیز شیمیایی مورد استفاده در صنعت - کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد کاتالیزورهای کوانتومی در تنظیمات بسیار بیشتری نسبت به آنچه قبلاً شناخته شده بود، مفید هستند. پیشرفت می تواند کلیدی در شبکه های توزیع کلید کوانتومی آینده یا محاسبات کوانتومی توزیع شده باشد.
تیمی از فیزیکدانان کوانتومی از مرکز فناوری نوری کوانتومی، دانشگاه ورشو، لهستان، راه حل کاملی برای این مشکل ناخوشایند پیدا کرده اند که آیا تبدیل کاتالیزوری از یک حالت کوانتومی اولیه به حالت کوانتومی مطلوب دیگر امکان پذیر است یا خیر. نتایج مطالعه آنها در 5 اکتبر 2021 منتشر شد نامه معاینه فیزیکی- اثبات سودمندی کاتالیزورها برای تقویت فرآیندهای کوانتومی و کمی کردن میزان درهم تنیدگی موجود برای پردازش اطلاعات کوانتومی. این پیشرفت به ویژه برای هر فناوری کوانتومی که شامل دو یا چند آزمایشگاه از راه دور است مناسب است. به عنوان مثال، شبکه های توزیع کلید کوانتومی یا محاسبات کوانتومی توزیع شده.
درهم تنیدگی یکی از ویژگی های کلیدی مکانیک کوانتومی و در واقع بیشتر فناوری های کوانتومی است که در حال توسعه هستند. آلیس و باب در ساده ترین شکل خود، به عنوان همبستگی بین دو کشور دور رخ می دهد. میزان درهم تنیدگی یک سیستم کوانتومی از طریق آنتروپی درهم تنیدگی آن مشخص می‌شود، و این اطلاعاتی در مورد اینکه ارتباط کوانتومی بین آلیس و باب چقدر مؤثر است، می‌دهد.
قبل از این کار، درهم تنیدگی آنتروپی تنها زمانی اهمیت داشت که دو طرف سیگنال‌های زیادی را رد و بدل کنند، همانطور که الکساندر استرلتسف، نویسنده مقاله با تولا وارون کوندرا و چاندان دیتا توضیح داد: «اگر یک سکه را فقط یک بار پرتاب کنید، حتی اگر بدانید که سکه منصفانه است، شما هیچ چیز در مورد نتیجه وارونگی نمی دانید - آنتروپی فقط به صورت مجانبی معنا پیدا می کند، "او می گوید." مشابه درهم تنیدگی آنتروپی، اگر آلیس و باب فقط یک نمونه از یک حالت کوانتومی را به اشتراک بگذارند، آنتروپی این حالت را ندارد. خیلی مهم نیست
برای غلبه بر این مسئله، تیم بین‌المللی از نظر تئوری یک کاتالیزور پیچیده را به مخلوط وارد کرد.
مانند کاتالیزورهای مورد استفاده در صنعت برای افزایش سرعت واکنش‌های شیمیایی بدون اینکه به تنهایی در فرآیند مصرف شوند، کاتالیزورهای درهم تنیده نیز سیستم‌های کوانتومی هستند که نسبت به فرآیند مورد نظر تغییر نمی‌کنند، اما بر فرآیند تأثیر می‌گذارند تا امکان تبدیل‌هایی را فراهم کنند که بدون آنها امکان‌پذیر نبود. نمونه‌های خاصی از کاتالیزورهای پیچیده القاکننده تبدیل در اوایل سال 1999 ارائه شد، اما قبلاً مشخص نبود که با افزودن یک کاتالیزور به کدام حالت‌های کوانتومی دیگر می‌توان دست یافت.
استرلتسف و همکارانش از نظر تئوری ثابت کرده اند که در حضور یک کاتالیزور مناسب، آنتروپی درهم تنیدگی دارای اهمیت فیزیکی است، حتی زمانی که تنها یک نمونه از حالت کوانتومی خالص وجود داشته باشد، و در واقع آنتروپی درهم تنیدگی، تبدیلات را به طور کامل مشخص می کند. این موقعیت. از این رو، محققان نشان دادند که چگونه می توان پیش بینی کرد که کدام تبدیل واقعا ممکن است یا خیر. استرلتسف تأیید کرد: «ما یک راه حل کامل برای مشکل امکان پذیر بودن انتقال کاتالیزوری پیدا کرده ایم.
این دانش جدید تعدادی کاربرد عملی در آینده دارد. به عنوان مثال، در رمزنگاری کوانتومی، اگر آلیس و باب بخواهند ارتباط امنی برقرار کنند، می‌توانند چیزی را که به عنوان تک‌تک معروف است به اشتراک بگذارند. تک‌لت‌ها حالت‌های کوانتومی بهینه دو بیت کوانتومی (کیوبیت) هستند. اگر آلیس یک کیوبیت و باب دیگری را نگه داشته باشد، با اجرای یک پروتکل خاص، می توانند یک کلید کاملا امن را بازیابی کنند. کار Streltsov و همکارانش راهی برای درک اینکه کدام حالت‌های کوانتومی را می‌توان به تک تبدیل کرد و سپس توسط آلیس و باب استفاده کرد، فراهم می‌کند.
Streltsov و همکارانش روش‌های خود را برای مسائل پیچیده‌تر اطلاعات کوانتومی نسبت به تبدیل یک حالت کوانتومی به حالت دیگر به کار برده‌اند، و نشان داده‌اند که چگونه کاتالیزورها می‌توانند کارایی همجوشی حالت کوانتومی، راهی برای ارسال بهینه اطلاعات با استفاده از درهم‌تنیدگی و ارتباطات کلاسیک را بهبود بخشند. در میان کاربردهای دیگر، نتایج برای نشان دادن اینکه چگونه کاتالیزورهای درهم تنیده حالت‌های نویز ایجاد می‌کنند قابل استفاده در رمزنگاری کوانتومی هستند. Streltsov می‌گوید: «اگر سر و صدای زیادی در کشور وجود دارد، در نهایت پروتکل‌های استاندارد رمزنگاری کوانتومی به شما نتیجه خوبی نمی‌دهند. اما اگر فرآیند با افزودن یک کاتالیزور درهم در هر انتهای مثلاً یک فیبر نوری پر سر و صدا تشدید شود، کیوبیت‌ها را می‌توان بدون خراب کردن فرآیند مبادله کرد. Streltsov می افزاید: «حتی اگر فیبر بسیار پر سر و صدا باشد، ما به طور کلی می توانیم به کارایی بسیار خوبی دست یابیم.
نقل قول: A Catalytic Recipe for the Transformation of Quantum States (2021، 29 نوامبر)، بازیابی شده در 30 نوامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-11-catalytic-recipe-quantum-states.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- این Moneyist: 'من با داشتن یک زمان سخت به درک چگونه درآمد بیش از $200,000 یک سال است که بیش از حد به واجد شرایط برای یک مناسب و معقول محرک چک
- 9 راهها اسباب بازی که ممکن است رانده شود شما ورشکست شدید - سریع!
- دمپرها در کجا قرار دارند؟
- 'Wake up call': گروه برجسته هشدار بایدن کمپین که آن را در حال سقوط کوتاه در کمک رسانی به زنان از رنگ
- یک آتشفشان و دهانه های برخوردی در تصویر جدیدی با وضعیت زمین شناسی غنی از Mars Express ESA دیده می شوند.
- 8 قانون مضحک درباره لباس بچگانه
- احساسات واکسیناسیون ارتباط نزدیکی با بی اعتمادی به دولت دارد
- بهترین روز یادبود فروش به فروشگاه برای سال 2020
- Tom Thibodeau یک 'مناسب' به صورت نیکز: Joakim Noah