هل يمكن نقل #الطاقة بلا #وسط؟ باستخدام فيزياء #الكم يبدو إن الاجابة “نعم” !
ترجمة: مصطفى سامي
بوستر: أسامة الأسدي
اعتصار الضوء ممكن أن يكون المفتاح لعملية انتقال الطاقه التخاطري (teleportation) عبر مسافات شاسعة. على الرغم من إن كمية الطاقة المنقولة نظرياً الى الان تعد صغيره الى أنها كافيه لتشغيل الكومبيوتر الكمومي لتقليل تزايد حرارته. علماء الفيزياء قاموا بقطع مسافات طويلة لانتاج التخاطر الكمومي, الذي يستغل التشابك الكمومي, لارسال المعلومات المشفرة, تبقى الجسيمات تبقى متشابكه بغض النظر عن المسافه التي بينها, والتأثير في احدهما يؤدي نفس التغير في الجسيم الاخر بطريقة معينة, تجربياً على السبيل,اذا كان لدينا زوج من الجسيمات المتشابكة تم فصل كل منهما وكل واحد منهم تم ارساله إلى مكان يختلف عن الاخر, عندما يقوم أحدهم بقياس الجسيم الذي هو في نقطة A ليتم تحديد حالته الكمومية, يسبب هذ الحدث تغيراً في الجسيم عند نقطة B لم ترسل مادة فيزيائية خلال ذلك ولايوجد شئ يسافر اسرع من الضوء, لكن الشخص في نقطه B يمكنه إعادة خلق الفوتون في نقطه A مستخدماً فقط المعلومات حول التغيرات الملاحظة, أي يقوم بعمل TELEPORTING (نقل الفوتون بين مكانين باجتياز الحيز الفضائي بينهما .. المترجم) للفوتون. علماء الفيزياء قاموا بانجاز ذلك على كل من المادة والضوء, تماماً مثل الأيونات المتشابكة, لكن هوتا تسأل هل من الممكن نقل الطاقة الكمومية.
معجون الاسنان الكمومي
نظرية تنص على إن الفراغ ليس فارغاً تماماً إنما يكون متعكراً بتقلبات صغيره مستمره -هذا مايسبب تفرقع الجسيمات والخروج من وجودها, هذه الجسيمات تطفو على السطح, على هيئة أزواج متشابكة كمومياً, وبشكل حاسم يمكن لهذه الجسيمات أن تكون متباعده عن بعضها البعض مسافة كبيرة, المجال الكمومي في الفراغ الفضائي عادةً مايكون محتوياً على مستويات قليلة من الطاقة, لكن إذا قام أحدهم بقياس المجال الكمومي والنظام الكمومي في تلك المنطقة, دعنا نسميها بالمنطقة A سيكون منزعجاً ومتحمساً في نفس الوقت, لحصوله على الطاقة, اقترح هوتا استخدام المعلومات المستحصله من هذه القياسات يمكن خلق تيار كهربائي يُنغّم تبعاً للتغير الكمومي, لان الجسيمات تكون منتشرة في الفراغ ومتشابكة مع بعضها البعض والقيام بارسال التيار خلال جزء أخر من الفضاء –منطقه B – سيسمح بأستخلاص الطاقة من الحقل الكمومي في تلك المنطقة ,بعباره أُخرى الجسيم في منطقه A سينقل جزء من الطاقة إلى المنطقه B. القياسات المعموله عند المنطقه A ستزودنا بالمعلومات الضرورية التي نحتاجها لفك الطاقة المخفية عند المنطقة B هذا ماقاله سيث لويد وهو فيزيائي في معهد ماتشوستش للتكنلوجيا, والذي لم يشارك بالبحث,لكن نظرية هوتا بالأصل تقترح إن الانتقال الطاقوي سيعمل فقط على بضع عشرات من النانو متر.
العمل الخفيف
لتوسيع نطاق هذه النظريه, قام هوتا وزملائه بتطوير نظريتهم من خلال افتراض اعتصار الضوء, في ميكانيكا الكم يوجد حدود لمدى مايمكننا معرفته للقيم المتعدده في الأنظمة الفيزيائية, علماء الفيزياء قامو بأستغلال هذا التأثير من خلال زيادة (عدم اليقين) لقيمة واحدة, سامحةً لهم بالاستغلال الأمثل للخواص المستهدفة. وأضاف ” كما في علبة معجون الاسنان” عندم تقوم بتقليل قطره من إحدى الجهات فأنه يكبر في الاتجاه الاخر, هذا ماقاله وليام أونروه في جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر، كندا، الذي لم يشارك في الدراسة.
عادةً الفوتونات المسافرة خلال الفراغ دائماً ماتكون عشوائيه تقليل عدم اليقين لسعة الضوء والذي يتناسب مع عدد الفوتونات المنتقله سوياً ,عبر تسليط قوى على الفوتونات جاعلةٌ إياها تتحرك سوياً كأزواج, هذا الضوء المعتصر المُرسل عبر الفراغ بين المناطق المستهدفة, يعمل على تحسين التشابك الكمومي بين تلك المناطق لذلك يمكن إرسال الطاقة عبر مسافات اكبر. وهذا ماقاله هوتا.
الاحتساب الأبرد
التشابك أيضاً هو أحد أساسيات عمل الحاسب الكمومي والذي يؤمن سرعة معالجة عالية للبيانات من خلال استبدال نظام الاعداد الثنائيه 1و0 والتي تستخدم في الحاسب العادي بمايسمى بالكيوبت (وحدة قياس المعلومات الكمومية) الذي يستطيع التواجد بحالتين بنفس الوقت هما ال 0,1 لكن حتى الكيوبت يحتاج إلى مصدر طاقه ليتم تشغيله وحتى الآن هذا يتم من خلال التيار الكهربائي المار عبر رقاقة الكم, والذي يولد كمية من الحرارة عند انتقاله, والتي تعمل على تدمير حالات التشابك الكمومي الضعيف, بأستبدال الاسلاك الكهربائيه بأنتقال الطاقة التخاطري الكمومي ,يمكن المحافظة على التشابك الكمومي.
يقول لويد “على الرغم من إنه يبدوا حالياً إنك لاتستطيع تشغيل سفينه فضائيه أو حتى ضوء مكتب بواسطة انتقال الطاقه التخاطري الكمومي “إلا إنه من حيث المبدء, إن انتقال الطاقه التخاطري الكمومي ممكن أن يكون مفيداً يوماً ما للاستخدام”.
المصدر: http://www.newscientist.com/article/dn24930-squeeze-light-to-teleport-quantum-energy.html
