X
تبلیغات
رایتل
سه‌شنبه 7 آذر‌ماه سال 1391 ساعت 05:27 ق.ظ
 

جایزه نوبل فیزیک سال 2012 به سِرژ هارُش و دیوید واینلند به خاطر کار بر روی کنترل سامانه‌های کوانتومی اهدا شد. به نقل از فرهنگستان سلطنتی علوم سوئد، این جایزه به دلیل «روش‌های تجربی نوینی» به هارُش و واینلند داده می‌شود که «اندازه‌گیری و تغییر سامانه های‌کوانتومی منفرد را میسر می‌سازند.» هارُش شهروند فرانسوی است و در کالج دوفرانس پاریس کار می‌کند. واینلند شهروند آمریکا است و در موسسه ملی استانداردها و فناوری در بولدر، کلرادو فعالیت می‌کند. فرهنگستان سلطنتی علوم سوئد در اطلاعیه‌ای آورده است: «سرژ هارُش و دیوید واینلند مستقلا روش‌هایی برای اندازه‌گیری و تغییر ذرات منفرد ایجاد کرده‌اند؛ روش هایی که سرشت کوانتومی [ذرات] را حفظ می‌کنند.»

پیشتاز CQED

هارُش در سال 1944 در کازابلانکا مراکش متولد شد و در سال 1971 از دانشگاه پیر و ماری کوری درجه دکترا را دریافت کرد. او نیمی از این جایزه را به خاطر حوزه جدیدی کسب کرد که الکترودینامیک کوانتومی کاواکی(CQED) خوانده می‌شود. در این نظریه، با قرار دادن اتم در یک کاواک اپتیکی یا میکروویو خواص آن کنترل می‌شود. هارُش بر آزمایش های میکروویو تمرکز کرد و این روش را به روشی تبدیل کرد که خواص تک فوتون‌ها کنترل می‌کند.

در مجموعه‌ای از آزمایش‌های برجسته، هارُش از CQED استفاده‌ کرد تا آزمایش مشهور گربه شرودینگر را مطالعه کند. در این آزمایش، یک سامانه در برهم‌نهی از دو حالت کوانتومی بسیار متفاوت قرار داد و تا زمانی که اندازه‌گیری روی آن سامانه صورت نگیرد، این برهم‌نهی حفظ می‌شود. چنین حالت‌هایی بسیار شکننده هستند و روش های ایجادشده در CQED برای اندازه‌گیری حالت‌های کوانتومی، در توسعه رایانه‌های کوانتومی کاربرد دارد.

استاد کنترل یون

دیوید واینلند در سال 1944 در میلواکی ویسکانزین متولد شد و دکترای خود را در سال 1970 از دانشگاه هاروارد اخذ کرد. وی علاوه بر رهبری گروهی در موسسه ملی استانداردها و فناوری (NIST)، با دانشگاه کلرادو-بولدر همکاری می‌کند.

او جایزه نوبل را به خاطر کارهای انقلابیش در زمینه کنترل کوانتومی یون‌ها به دست آورده است. یکی از موفقیت‌های او ساخت و انتقال یک یون در حالت گربه شرودینگر، با استفاده از روش دام‌اندازی ارایه شده در NIST است. دام‌های یونی با استفاده از میدان‌های الکتریکی به دقت کنترل شده، در خلا بسیار بالا ساخته می‌شوند. این دام‌ها می‌توانند یک یا چند یون را در کنار هم به دام بیندازند.

گیراندازی یون

با دام‌اندازی یون‌ها، آن‌ها نوسان می‌کنند. برای سردسازی این یون‌ها تا پایین‌ترین حالت انرژی(انرژی حالت پایه) باید این انرژی نوسانی را از آن‌ها گرفت. واینلند برای این کار روشی مبتنی بر لیزر ساخت که بسته انرژی نوسانی را از یون حذف می‌کند. این روش «باند جانبی» یون‌ها را در برهم‌نهی از حالت‌ها (گربه شرودینگر) قرار می‌دهد. واینلند از روش‌های کنترل یون برای ساخت ساعت‌های اپتیکی فوق دقیق و مدارهای رایانه‌های کوانتومی استفاده نمود.

اطلاعات کوانتومی

رینر بلت از دانشگاه اینسبروک اتریش که آزمایش‌هایی در هر دو زمینه CQED و دام‌اندازی یون انجام داده، انتخاب‌های کمیته نوبل را تایید می‌کند. بلت اشاره می‌کند که این دو نفر روش‌های مشابهی ساخته‌اند که در سامانه‌های فیزیکی، کاربردهای مختلفی دارند. روش‌هایی که پایه بسیاری از سامانه‌های اطلاعات کوانتومی نوظهور است.

بلت، کار سال 2008 واینلند در مورد «طیف‌نگاری منطق کوانتومی» را یادآوری می‌کند که در آن یک تک یون به عنوان ساعت اپتیکی استفاده شود و همچنین ساخت قطعه ای کوچک در 2009 که همه توابع موردنیاز در پردازش کوانتوم بزرگ یونی را فراهم می کند.

کار هارُش چهارچوبی است برای کنترل برهمکنش بین یک تک اتم و یک فوتون. چیزی که بلت می گوید در حال حاضر برای تبادل اطلاعات کوانتومی بین اتم‌ها و فوتون‌ها استفاده می‌شود. این کار فیزیکدانان را قادر می‌کند تا رایانه‌های کوانتومی بسازند که داده‌ها در بیت های کوانتومی(کیوبیت) ایستایی ذخیره شوند که در زمان‌های نسبتا طولانی پایدار هستند. همچنین، داده‌ها را از طریق فوتون‌ها می‌توان بین اتم‌ها منتقل کرد به صورتی که حالت کوانتومی آن‌ها ضمن سفر در فواصل نسبتا طولانی حفظ شود.

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo





Powered by WebGozar