المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 منشا کوانتمی گرانش: بخش سوم
منشا کوانتمی گرانش: بخش سومزنگ تفريح فيزيك
ارتباط‌های پنهان

 

بخش اول - دوم 

 

شاخه‌هايي از فيزيک که مي‌توانند حامي‌ و پذيراي هم‌ارزي درهم‌تنيدگي-هندسه باشند، فيزيک ماده‌ي چگال و تئوري اطلاعات کوانتومي ‌هستند. در اين شاخه‌ها مفهوم درهم‌تنيدگي نقش مهمي ‌را ايفا مي‌کند. حال متخصصان اين دو رشته با استفاده از مفاهيم رياضي جديد و دلايل تازه اي که مطرح شده است، از هم‌ارزي درهم‌تنيدگي-هندسه پشتيباني و همزمان گرانش کوانتومي ‌را نقد مي‌کنند. 

 

 

 

به عنوان مثال مفهوم شبکه‌هاي تانسوري تکنيکي است که فيزيکدانان ماده‌ي چگال براي دانستن وضعيت کوانتومي ‌تعداد زيادي ذره‌ي زيراتمي ‌به کار مي‌برند. برايان سوينگل (Brian Swingle) از سال 2007 که دانشجوي دوره‌ي کارشناسي ارشد در دانشگاه ماساچوست بود، از اين تکنيک براي محاسبه‌ي چگونگي برهم کنش گروه‌هاي الکتروني با مواد جامد استفاده مي‌کرد. او متوجه شد که کارآمدترين شبکه براي رسيدن به اين هدف، اتصال جفت الکترون‌هاي مجاور است که تمايل دارند با هم برهم‌کنش داشته باشند و پس از آن اتصال اين جفت ها به هم و ساختن شبکه‌هاي بزرگتر، شبکه‌هايي که شبيه به شجره‌هاي خانوادگي هستند. مدتي بعد سوينگل از نظريه‌ي هم‌ارزي حجم-مرز مالداسنا اطلاع پيدا کرد و با استفاده از آن، شبکه‌ي ديگري را تعريف کرد. او به نتيجه‌ي جالبي رسيد: نگاشت بين حجم و مرز دقيقاً شبکه‌ي شجره مانند را نشان مي‌داد.

 

 

 

سوينگل اعتقاد داشت که اين پديده، چيزي بيش از‌يک تصادف ساده است. به همين دليل شروع به محاسبات رياضي در اين باره کرد و سر انجام در سال 2012 مقاله اي را منتشر کرد که نظريه‌ي رامسدونک را تأييد مي‌کرد و در واقع به نتيجه‌ي مشابه آن مي‌رسيد. او که هم اکنون در دانشگاه استنفورد مشغول پژوهش است مي‌گويد: «شما مي‌توانيد تصور کنيد که فضا از درهم‌تنيدگي ساخته شده است، البته اين را هم در نظر بگيريد که در فضا از شبکه‌هاي تانسوري بسيار دقيقي استفاده شده است.»

 

يکي ديگر از مثال‌هايي که مي‌تواند به اثبات تئوري رامسدونک کمک کند تصحيح خطاي کدهاي کوانتومي ‌است. فيزيکدانان اين سيستم را براي کمک به ساخت کامپيوترهاي کوانتومي ‌ابداع کردند. کامپيوترهاي کوانتومي‌ مي‌توانند داده‌ها را پردازش کنند. البته داده‌ها به جاي بيت در واحدهايي به نام کيوبيت به اين نوع رايانه‌ها داده مي‌شود. کامپيوترهاي کوانتومي ‌به اين صورت کار مي‌کنند که اگر در حالت درستي از درهم‌تنيدگي قرار بگيرند، مي‌توانند محاسبه‌هايي را که ‌يک رايانه‌ي معمولي در مدت زمان محدود نمي‌تواند انجام دهد را به انجام برسانند. اما اين رايانه‌ها بسيار حساس هستند و اگر اغتشاش کوچکي از جهان پيراموني به درهم‌تنيدگي کيوبيت‌ها وارد شود، محاسبات مختل خواهند شد.

 

بنابراين اين کامپيوترها نياز به‌يک سيستم تصحيح خطا دارند که بتواند خطاهاي وارد شده به کيوبيت‌ها را رفع و انجام محاسبات را ممکن کند.‌ يکي از مشخصه‌هاي اين کدها اين است که همواره بايد «غير محلي» باشند.‌ يعني اطلاعاتي که براي بازسازي کيوبيت هاي داده شده لازم هستند، بايد در فضاي گسترده اي پراکنده شوند. در غير اين صورت اگر کمترين اخلالي در سيستم پديد آيد، بازيابي اطلاعات ممکن نخواهد بود. دانشمندان اين حوزه هنگامي‌که از هم‌ارزي مرز-حجم مالداسنا اطلاع‌يافتند، توانستند دليل غير محلي بودن سيستم را درک کنند: اطلاعاتي که مربوط به‌ يک حجم کوچک هستند، در‌ يک مرز وسيع گسترش پيدا مي‌کنند.

 

 

 

اسکات آرونسون (Scott Aaronson) ، دانشمند علوم کامپيوتر دانشگاه ماساچوست مي‌گويد: «هرکس که از هم‌ارزي حجم و مرز اطلاع‌ يابد، لاجرم به ‌ياد سيستم تصحيح خطاي کوانتومي ‌مي‌افتد.» جالب اينجاست که دانيل‌هارلو (Daniel Harlow) از دانشگاه‌ هاروارد و جان پرسکيل (John Preskill) از مؤسسه‌ي پژوهشي کاليفرنيا حتي از اين هم فراتر رفته و ادعا کرده‌اند که دوگانگي مالداسنا خود‌ يک تصحيح خطاي کدهاي کوانتومي‌ است. آن‌ها اثبات کردند که اين مدل رياضي در حالت ساده کاملاً درست است. حال تلاش مي‌کنند نشان دهند که هم‌ارزي به طور کلي صحيح است.

 

اسکات آرونسون

 

هارلو مي‌گويد: «چندين سال است که محققان مي‌پندارند درهم‌تنيدگي به نوعي با حجم ارتباط دارد. اما اين اولين بار است که از خود مي‌پرسيم چگونه و چرا.» 

   


منبع:

 

Nature

 

شبح کوانتمی: ۱ -۲ 

 

تله پورت

 

 

منابع مفید:

 

سریع‌تر از نور

 

سفر در زمان

 

 

کرمچاله‌ها

سفر در زمان، بدون کرماچاله هرگز!

 

بی‌نهایت زیبا و ویرانگر

بی‌نهایت زیبا و ویرانگر : ۲

زمانی که واقعیت ندارد!

نور: موجی یا ذره‌ای؟

 

احتمال کواتنمی

محاسبات کوانتمی

نظریه اطلاعات

رمزنگاری کوانتمی: ۱- ۲ - ۳

 

Nature: What is really real?

 

Nature: The Origins of Space-Time

 

Leonard susskind

 

Quantum Computer Quest

Building up spacetime with quantum entanglement (برای کسانی که تخصصی مطالب را دنبال می‌کنند.)

1394/11/26لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1333
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1333