پژوهشگرانی از موسسه فناوری کالیفرنیا توانسته‌اند درهم‌تنیدگی کوانتومی را برای یک حالت کوانتومی ذخیره شده در چهار حافظه اتمی متمایز، شرح دهند. آنها همچنین چگونگی ایجاد یک فصل‌مشترک کوانتومی بین این حافظه‌های اتمی- که چیزی شبیه به – حافظه سخت – رایانه برای درهم تنیدگی می‌باشند- و چهار باریکه نوری را نشان دادند که به‌وسیله آن، توزیع این درهم‌تنیدگی چهارتایی بر روی شبکه‌های کوانتومی توسط فوتون‌ها امکانپذیر می‌شود.
شرح حافظه کوانتومی چهارتایی توسط فیزیکدانان
پژوهشگرانی از موسسه فناوری کالیفرنیا
توانسته‌اند درهم‌تنیدگی کوانتومی را برای یک حالت کوانتومی ذخیره شده در
چهار حافظه اتمی متمایز، شرح دهند. آنها همچنین چگونگی ایجاد یک فصل‌مشترک
کوانتومی بین این حافظه‌های اتمی- که چیزی شبیه به “حافظه سخت” رایانه برای
درهم تنیدگی می‌باشند- و چهار باریکه نوری را نشان دادند که به‌وسیله آن،
توزیع این درهم‌تنیدگی چهارتایی بر روی شبکه‌های کوانتومی توسط فوتون‌ها
امکانپذیر می‌شود.
یک شبکه کوانتومی مانند یک “تار عنکبوت” کوانتومی است که از گره‌های
کوانتومی بهم پیوسته بسیار زیادی تشکیل یافته است. هرکدام از این گره‌ها با
بکارگیری “ترانزیستورهای کوانتومی” قادر به انجام عملیات‌های منطقی ابتدایی
و نیز ذخیره حالت‌های کوانتومی بدست آمده در حافظه‌های کوانتومی هستند. گره‌های
کوانتومی با کانال‌های کوانتومی به هم “سیم‌کشی” شده‌اند که می‌توانند،
برای مثال، باریکه‌های فوتونی را جهت تحویل اطلاعات کوانتومی از یک گره به
گره دیگر حمل نمایند. چنین سیستم کوانتومی بهم پیوسته می‌تواند مانند
رایانه کوانتومی رفتار کند.
درهم تنیدگی کوانتومی، یک ویژگی ذاتی دنیای
کوانتوم است و به همبستگی‌های موجود بین قسمت‌های مختلف یک سیستم فیزیکی
مربوط می‌شود و قابل توجیه با فیزیک کلاسیک نمی‌باشد. چنین سیستم درهم
تنیده‌ای توسط این پژوهشگران ساخته و ذخیره شده است.
این گروه برای رسیدن به درهم‌تنیدگی چندجزئی، از لیزرها برای سردسازی چهار
مجموعه اتمی که شامل یک میلیون اتم سزیوم بوده و با فاصله ۱ میلی‌متر از هم
قرار داشتند و در یک میدان مغناطیسی به دام افتاده بودند تا دمایی که فقط
چند صد میلیونیوم از صفر مطلق بالاتر بود، استفاده کرد. هر مجموعه می‌تواند
اتم‌هایی با اسپین‌های درونی “بالا” یا “پایین” داشته باشد که به طور کلی
برای هر مجموعه به صورت یک موج اسپینی ظاهر می‌شود. این امواج اسپینی هستند
که این پژوهشگران موفق به استفاده از آنها برای ایجاد درهم‌تنیدگی بین این
چهار مجموعه اتمی شده‌اند.
در این آزمایش، درهم‌تنیدگی در چهار مجموعه اتمی برای یک مدت زمان متغیر “ذخیره
” شده و سپس به چهار باریکه نوری تبدیل می‌گردد و به اصطلاح “خوانده” می‌شود.
برای انجام این کار، این دانشمندان چهار لیزر “خواندن” به این چهار مجموعه
اتمی-که اکنون به هم‌تنیده هستند- فرستادند. ترتیب همدوس دامنه‌های تحریک
برای اتم‌های داخل این مجموعه‌ها، که با امواج اسپینی توضیح داده می‌شود،
از طریق پدیده‌ای به نام گسیل “ابردرخشنده” برهم‌کنش نور- ماده را افزایش
می‌دهد.
نتایج این پژوهش در مجله‌ی Nature منتشر شده‌است.
