חוקרים יצרו ביט קוואנטי "מעופף"
דיקלה אורן

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/quantumcomp140304.html
מדענים חזו באטום ופוטון – מנה של אור – בעלי מידע משותף. זוהי אבן דרך חשובה במסע לעבר "מחשב קוואנטי", שיוכל לפעול במהירויות גבוהות בהרבה ממחשבים קונבנציונליים.
מחשב קוואנטי יוכל לעבד מידע בעזרת אטומים וחלקיקים זעירים במקום בעזרת טרנזיסטורים ומעגלים כמו במחשבים רגילים. המחקר, שהתפרסם ב-Nature, מראה כי אטום יכול לשמש כביט (סיבית) בזיכרון של המחשב, והפוטון יכול לשאת את המידע מהאטום ממקום למקום.
כריס מונרו ועמיתיו מאוניברסיטת מישיגן השתמשו באטום קדמיום לכוד בשדה חשמלי כדי "לאחסן" מידע על מצבו המגנטי של האטום. הם הוסיפו לאטום אנרגיה בעזרת לייזר וכך כפו על האטום לפלוט קוואנט של אור. הפוטון נשא עמו טביעה של מצבו המגנטי של האטום, שניתן לקראה בעזרת גלאי.
ביכולתם של הביטים הניידים האלה, הנושאים את המידע הקוואנטי, שידועים בשם "ביטים קוואנטים מעופפים", לעבור מרחקים של כמה קילומטרים, אומר יבגני פוליצק, פיסיקאי באוניברסיטת “Aarhus” בדנמרק. "בסופו של דבר יהיה ניתן ליצור חיבור קוואנטי בין יעדים רחוקים מאוד," הוא אומר.
המידע מועבר בעזרת תהליך, הנקרא צימוד (entanglement), אומר מונרו. בתהליך הצימוד, שני עצמים יכולים להיות מופרדים מבחינה פיסית, אך הם חולקים את אותו מידע באותו זמן, מסביר מונרו.
חוקרים העבירו זוגות אטומים וזוגות פוטונים את תהליך הצימוד זה מכבר, אך הפעם נראה לראשונה אטום בודד, שנמצא בצימוד עם פוטון בודד. "ככל הנראה המצב הזה התרחש בניסויים בעבר, אולם איש לא טרח לחפש אותו עד כה," אומר מונרו.
מחשבים מאחסנים מידע כסדרה של ביטים. ביטים הם מעין מתגים, שיכולים להיות באחד משני מצבים: "דולק" או "כבוי". באטום הקדמיום, השדות המגנטיים של הגרעין ושל אחד האלקטרונים יכולים להצביע באותו כיוון (מצב דולק) או בכיוונים מנוגדים (מצב כבוי). ברגע שהאטום נמצא באחד מהמצבים האלה, הוא יישאר במצבו במשך אלפי שנים, אומר מונרו.
בעולם הקוואנטי, לעומת זאת, הדברים מתנהלים אחרת. המפתח לעניין טמון ביכולתו של אטום הקדמיום להיות גם "דולק" וגם "כבוי" באותה עת. דו המשמעות הזו היא שמעניקה למחשבים הקוואנטים את היתרון העצום שלהם על המחשבים המוכרים לנו, כיוון שהיא מאפשרת לקבוצת אטומים לאחסן כמות עצומה של מידע, שהם יכולים לחלוק ביניהם בעזרת תהליך הצימוד.
הצימוד משול לשבירת מטבע לשני חלקים, מסביר מונרו. ההסתכלות על חלק אחד מספרת לנו איך בדיוק ייראה החלק השני, כיוון ששניהם חולקים מידע משותף על המטבע המקורי, הוא אומר. החלק הקוואנטי והמוזר בעניין הוא שמצבו של חלק אחד נקבע רק כאשר מישהו מסתכל על החלק השני, גם הם שני החלקים מופרדים פיסית מרחק של קילומטרים.
"איינשטיין קרא לתופעה הזאת 'פעולה מוזרה מרחוק (spooky action at a distance)'," אומר מונרו. "זה כאילו שיש כבלים נסתרים, שמחברים בין שני בני הזוג. איננו יודעים איך זה קורה, אך התופעה חיונית להתקדמות המחשוב הקוואנטי."
מונרו מתכנן להריץ את הניסוי פעמיים במקביל ולערבב בין שני הפוטונים משני האטומים. הוא מקווה לגרום לצימוד בין שני זוגות האטומים בדרך זו, צעד שיקדם את המחשוב הקוואנטי מדרגה נוספת.
ידען הפיסיקה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~790395015~~~95&SiteName=hayadan