نحوه انجام آزمايش
هروش و واينلند از دو روش متفاوت ولي مشابه براي انجام آزمايشات خود استفاده كردند. هروش در اين باره ميگويد: «من از اتمها براي مطالعه فوتونها استفاده ميكنم و واينلند از فوتونها براي مطالعه اتمها.» هروش در دستگاه ابداعي خود، دو آينه بسيار صيقلي را روبهروي يكديگر قرار داد و چند فوتون را ميان آن دو به نوسان واداشت. فوتونها قبل از خارج شدن از دستگاه يا جذب شدن توسط محيط، به مدت 1/0 ثانيه بين دو آينه در حركت بودند.
نكته: ساخت ساعتهاي نوري فوقالعاده دقيق از ديگر دستاوردهاي اين آزمايشهاست. اگر يكي از اين ساعتها را در لحظه آغاز جهان تنظيم كرده باشيد، تا امروز در بدترين حالت، كمتر از 5 ثانيه خطا داشته است
سپس اتمهاي ريدبرگ كه كنش متقابل بسيار زيادي با فوتونها دارند و هزار مرتبه از اتمهاي عادي بزرگتر هستند به درون دستگاه هدايت شدند. با اندازهگيري تغيير ايجاد شده در طول موج اتمهاي ريدبرگ كه در اثر برخورد با فوتونها ايجاد شده است ميتوان مقدار انرژي و حالت كوانتومي فوتونهاي داخل دستگاه را اندازه گرفت. اتمهاي ريدبرگ را اتمهاي جاسوس نيز مينامند زيرا بدون اين كه حضور ما احساس شود اطلاعات فوتونهاي داخل دستگاه را برايمان جمعآوري ميكنند. در شرايط معمولي مشاهده رفتار فوتونها ممكن نيست چون مشاهده يعني جذب آنها توسط شبكيه چشم يا لنز دوربين.
رايانه كوانتومي
احتمالا اولين دستاورد عملي اين موفقيت، پيشرفت رايانههاي كوانتومي خواهد بود. اساس كار رايانههاي امروزي بر ترانزيستورهاي سيليكوني بنا شده است ولي دانشمندان تقريبا به حد نهايي ظرفيت ترانزيستورها نزديك شدهاند و روند ساخت رايانههاي پرقدرت هر روز كندتر ميشود. قانون مور كه بيان ميكند قدرت رايانهها هر 18 ماه يك بار دو برابر ميشود در حال فروپاشي است. محققان با كشف قابليتهاي كوانتومي ذرات به فكر استفاده از ذرات به جاي ريزتراشههاي سيليكوني افتادند. حافظه رايانههاي معمولي از بيتهايي ساختهشده كه به صورت صفر و يك عمل ميكند. در يك لحظه بخصوص آنها يا در حالت صفر هستند يا در حالت يك. در يك رايانه فرضي با 4 بيت حافظه، رايانه ميتواند 16 حالت ممكن داشته باشد ولي در يك لحظه فقط ميتواند در يكي از اين حالتها قرار بگيرد چراكه براي تغيير صفر به يك يا بالعكس و عبور به وضع بعدي به زمان نياز داريم ولي طبق نظريه كوانتوم ذراتي مانند اتمها ميتوانند در آن واحد در بيش از يك حالت وجود داشته باشند. بنابراين در رايانههاي كوانتومي يك بيت كه كيوبيت ناميده ميشود ميتواند همزمان، هم صفر و هم يك باشد.به عبارت ديگر يك رايانه 4 بيتي ميتواند به طور همزمان در 16 وضع ممكن محاسبات را انجام دهد و فقط وقتي انسان تصميم به خواندن نتيجه محاسبات ميگيرد در يك وضع از وضعهاي ممكن قرار گيرد و نتيجه محاسبات موازي را در اختيار او ميگذارد. با استفاده از اين روش، محاسبات عملا روي اتمها انجام ميگيرد. اگر اين رايانهها ساخته شوند شكستن پيچيدهترين كدهاي امنيتي كه با رايانههاي معمولي هزاران سال به طول ميانجامد، تنها مدت چند ساعت تا چند ماه امكانپذير ميشود. محققان موفق به ساخت نمونههاي ابتدايي اين نوع رايانه شده و توانستهاند محاسباتي مانند 15=3×5 را به وسيله آن انجام دهند! بزرگترين مانع بر سر راه اين رايانهها شيوه نزديك شدن به ذرات و كاركردن با آنها بدون از بينبردن حالت كوانتومي آنهاست كه هروش و واينلند با ايده ذرات جاسوس اين مشكل را تا حدود زيادي حل كردهاند. البته مشكل ديگري هم وجود دارد و آن ايجاد خلاء كامل براي ذرات محاسبهگر است.برخورد حتي يك ذره مانند ذرهاي كه از يك توفان خورشيدي يا انفجار ابرنواختري دوردست به كره زمين رسيده است، حالت كوانتومي ذرات را از بين ميبرد. براي ساخت يك رايانه كوانتومي با قدرت يك لپتاپ معمولي به هزاران اتم نياز داريم كه بتوانند به صورت كاملا هماهنگ با يكديگر ارتعاش كنند. برخورد حتي يك مولكول هوا با يكي از اين اتمها، رايانه را از كار خواهد انداخت. اگر اين موانع برطرف شود تحولي كه رايانههاي كوانتومي در زندگي بشر ايجاد ميكنند، درست مانند تحولي است كه ظهور رايانه در زندگي بشر به وجود آورد.
ساعت فوق دقيق
ساخت ساعتهاي نوري فوقالعاده دقيق از ديگر دستاوردهاي اين آزمايشهاست. دقت ساعتهاي نوري كه بر پايه حركت ذرات در مقياس كوانتومي ساخته ميشوند، باورنكردني است. اگر يكي از اين ساعتها را در لحظه آغاز جهان تنظيم كرده باشيد، تا امروز در بدترين حالت، كمتر از 5 ثانيه خطا داشته است.با توجه به اينكه عالم هستي در لحظه پيدايش، از يك الكترون هم كوچكتر بوده است به نظر نميرسد وجود چنين تفاوت بزرگي ميان قوانين حاكم بر ذرات و اجرام بزرگ واقعي باشد. يافتن يك نظريه جامع و يكپارچه كه بتواند قوانين كوانتوم و نسبيت اينشتين را پيوند دهد و پرده از راز تبديل يك ذره زيراتمي به دنياي شگفتانگيز ما بردارد، بزرگترين روياي فيزيكدانان است. كاري كه اينشتين آن را «خواندن ذهن خداوند» ميدانست.
.: Weblog Themes By Pichak :.