به نقل از «خرداد»

حافظه کوانتومی را با یک فنجان قهوه و خامه درک کنید

تاریخ انتشار: ۷ بهمن ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۶۱۱۸۲۱

دیجیاتو نوشت: کمی خامه به قهوه صبح خود اضافه کنید تا ابرهای مایع سفیدرنگ در اطراف فنجان شما بچرخد. اما چند ثانیه به آن فرصت دهید تا چرخش‌ها ناپدید شوند و شما را با یک لیوان معمولی حاوی مایع قهوه‌ای باقی بگذارند.

چیزی مشابه همین موضوع در تراشه‌های کامپیوتری کوانتومی اتفاق می‌افتد. این تراشه‌ها دستگاه‌هایی در کوچک‌ترین مقیاس‌ها هستند که به ویژگی‌های عجیب کیهان دست می‌زنند؛ جایی که اطلاعات می‌توانند به‌سرعت درهم ریخته شوند و قابلیت‌های حافظه این ابزارها را محدود کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

«راهول ناندکیشور»، دانشیار فیزیک در دانشگاه کلرادو بولدر می‌گوید لزومی ندارد که اوضاع اینطور پیش برود!

در یک ایده جدید برای فیزیک نظری، او و همکارانش از ریاضیات استفاده کرده‌اند تا نشان دهند که دانشمندان می‌توانند اساساً سناریویی ایجاد کنند که در آن شیر و قهوه هرگز باهم مخلوط نشوند و مهم نیست چقدر آن‌ها را به‌هم می‌زنیم.

یافته‌های این گروه ممکن است منجر به پیشرفت‌های جدیدی در تراشه‌های کوانتومی شود که روش‌های جدیدی را برای ذخیره اطلاعات در اجسام بسیار ریز در اختیار مهندسان قرار می‌دهد.

ناندکیشور، نویسنده ارشد این مطالعه جدید می‌گوید: «به الگوهای چرخشی اولیه فکر کنید که وقتی خامه را به قهوه صبح خود اضافه می‌کنید، ظاهر می‌شوند. تصور کنید این الگوها بدون توجه به مدت‌زمانی که تماشا کرده‌اید به چرخش و رقص ادامه می‌دهند.»

محققان هنوز باید آزمایش‌هایی را در آزمایشگاه انجام دهند تا مطمئن شوند که چرخش‌های بی‌پایان واقعاً امکان‌پذیر هستند. اما نتایج این گروه یک گام بزرگ روبه‌جلو برای فیزیکدانانی است که به‌دنبال ایجاد موادی هستند که برای مدت طولانی خارج از تعادل یا در تعادل باقی می‌مانند.

حافظه کوانتومی

این مطالعه که با پژوهش‌های نویسندگان مشترک «دیوید استفن» و «الیور هارت» پیش می‌رود، به یک مشکل رایج در محاسبات کوانتومی بستگی دارد.

کامپیوترهای معمولی روی «بیت‌ها» کار می‌کنند که به شکل صفر یا یک هستند. ناندکیشور توضیح می‌دهد که رایانه‌های کوانتومی، درمقابل، «کیوبیت‌ها» را به‌کار می‌گیرند که می‌توانند به‌صورت صفر، یک یا به‌دلیل عجیب‌بودن فیزیک کوانتومی، به‌طور هم‌زمان صفر و یک باشند.

مهندسان کیوبیت‌ها را از طیف وسیعی از چیزها ساخته‌اند؛ ازجمله اتم‌های مجزا که توسط لیزرها یا دستگاه‌های کوچکی به نام ابررساناها به دام افتاده‌اند.

اما درست مانند آن فنجان قهوه، کیوبیت‌ها می‌توانند به‌راحتی باهم مخلوط شوند. برای مثال، اگر تمام کیوبیت‌های خود را به یک برگردانید، درنهایت به جلو و عقب می‌چرخند تا زمانی که کل تراشه به یک آشفتگی بی‌نظم تبدیل شود.

در تحقیقات جدید، ناندکیشور و همکارانش ممکن است راهی برای دورزدن این تمایل به اختلاط پیدا کرده باشند. این گروه محاسبه کرد که اگر دانشمندان کیوبیت‌ها را در الگوهای خاصی مرتب کنند، این مجموعه‌ها اطلاعات خود را حفظ خواهند کرد. حتی اگر با استفاده از میدان مغناطیسی یا اختلالی مشابه آن‌ها را مختل کنید. این ویژگی می‌تواند به مهندسان اجازه دهد که دستگاه‌هایی با نوعی حافظه کوانتومی بسازند.

ارتباط با هندسه

در این مطالعه، محققان از ابزارهای مدل‌سازی ریاضی برای تصور آرایه‌ای از صدها تا هزاران کیوبیت استفاده کردند که در یک الگوی شطرنجی چیده‌ شده‌اند.

آن‌ها در این ترفنده کیوبیت‌ها را در یک نقطه تنگ قرار دادند. ناندکیشور توضیح داد که اگر کیوبیت‌ها به‌اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند، می‌توانند بر رفتار همسایگان خود تأثیر بگذارند؛ تقریباً مانند جمعیتی از مردم که سعی می‌کنند خود را در یک باجه تلفن فشرده کنند.

برخی از این افراد ممکن است راست یا روی سر خود ایستاده باشند، اما نمی‌توانند بدون فشارآوردن‌ به دیگران به‌سمت دیگر حرکت کنند.

محققین محاسبه کردند که اگر این الگوها را به‌درستی بچینند، آن الگوها ممکن است در اطراف یک تراشه کامپیوتر کوانتومی جریان داشته باشند و هرگز تحلیل نخواهند رفت. دقیقاً مانند ابرهای خامه‌ای که برای همیشه در قهوه شما می‌چرخند.

ناندکیشور گفت: «نکته شگفت‌انگیز درمورد این مطالعه این است که ما کشف کردیم که می‌توانیم این پدیده اساسی را از طریق هندسه تقریباً ساده درک کنیم.»

یافته‌های این تیم می‌تواند بسیار بیشتر از رایانه‌های کوانتومی تأثیر بگذارد. ناندکیشور توضیح می‌دهد که تقریباً همه‌چیز در جهان، از فنجان‌های قهوه گرفته‌ تا اقیانوس‌های وسیع، به‌سمت چیزی حرکت می‌کنند که دانشمندان آن را «تعادل حرارتی» می‌نامند. برای مثال، اگر یک تکه یخ را در لیوان بیاندازید، گرمای قهوه، یخ را ذوب می‌کند و درنهایت مایعی با دمای یکنواخت تشکیل می‌دهد.

بااین‌حال، یافته‌های جدید او به مجموعه تحقیقاتی رو به رشدی می‌پیوندد که نشان می‌دهد برخی از سازمان‌های کوچک ماده می‌توانند دربرابر تعادل مقاومت کنند. ظاهراً این امر برخی از تغییرناپذیرترین قوانین جهان را می‌شکنند.

منبع: خرداد

کلیدواژه: کیوبیت ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.khordad.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خرداد» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۶۱۱۸۲۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

یک دسر بهاری خوشمزه با توت فرنگی

فراروـ  دسر‌ها یکی از محبوب‌ترین و متنوع‌ترین خوراکی‌ها در سراسر جهان هستند. در این میان دسر‌های میوه‌ای به دلیل عطر و طعمی که دارند، بسیار خوش‌طعم و گوارا هستند و طرفداران خاص خود را دارند. دسر‌ها معمولاً پس از غذا سرو می‌شوند؛ زیرا شیرینی موجود در آن‌ها به هضم بهتر غذا کمک می‌کند. دسر توت فرنگی یکی از انواع جذاب و خوشمزه دسر‌های میوه‌ای است که به دلیل داشتن میوه توت فرنگی در ترکیباتش بسیار خوشبو و خوش طعم است. این دسر خوشمزه از ترکیب توت فرنگی با خامه، پنیر خامه‌ای، بیسکوییت پتی‌پور و ژله توت فرنگی تهیه می‌شود و شباهت زیادی به چیزکیک دارد. اگر دوست دارید این دسر خوشمزه و بهاری را با روشی آسان در منزل تهیه کنید، در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.

مواد لازم

بیسکوییت پتی‌پور: یک و نیم بسته
خامه صبحانه: ۱۵۰ گرم
پنیر خامه‌ای: ۱۵۰ گرم
کره: ۵۰ گرم
پودر ژله توت فرنگی: ۱ عدد
توت فرنگی: ۱ لیوان
وانیل: نوک قاشق چای‌خوری
پودر قند: ۳ قاشق غذاخوری
پودر ژلاتین: ۲ قاشق غذاخوری سرخالی

طرز تهیه

برای درست کردن این دسر خوشمزه ابتدا بیسکوییت پتی‌پور را با گوشتکوب یا دستگاه میکسر کاملا پودر کنید و کره را که از قبل آب کرده‌اید، به آن اضافه کنید و با دست مواد را خوب هم بزنید تا کره و بیسکوییت کاملا با هم مخلوط شوند. حالا لیوان یا ظرف‌های مخصوص دسر را آماده کنید و دو چهارم لیوان‌ها را با پوره بیسکوییت پر کنید و روی سطح بیسکوییت بکوبید تا منسجم شود. لیوان‌های دسر را داخل یخچال بگذارید تا نیم ساعت بماند.
در مرحله بعد خامه صبحانه، پنیر خامه‌ای، وانیل و پودر قند را داخل یک کاسه بریزید. پودر ژلاتین را با سه قاشق غذاخوری آب سرد مخلوط کنید و روی بخار کتری یا سماور درحال جوش بگذارید تا به روش بن ماری حل شود، سپس به ترکیب بالا اضافه کنید و مواد را خوب هم بزنید تا کاملا با هم مخلوط شوند. توت فرنگی‌ها را خوب بشویید و به صورت نگینی خرد کنید و به ترکیب پنیر و خامه اضافه کنید و هم بزنید. حالا لیوان‌های دسر را از یخچال بیرون بیاورید و از موادی که درست کرده‌اید، روی لایه بیسکوییت بریزید و به اندازه یک بند انگشت از سر لیوان را خالی بگذارید. لیوان‌ها را داخل یخچال برگردانید تا دسر سفت شود و خودش را بگیرد.
در مرحله آخر پودر ژله توت فرنگی را با ۱ لیوان آب جوش خوب حل کنید و روی بخار کتری بگذارید تا کاملا شفاف شود. اجازه بدهید ژله کمی از حرارت بیفتد، سپس روی لیوان‌های دسر را با ژله پر کنید و دوباره دسر را داخل یخچال برگردانید و ۲ تا ۳ ساعت زمان بدهید تا خودش را بگیرد و سفت شود. در آخر روی دسر را با توت فرنگی و کمی خامه تزیین کنید، نوش جان.

نکات مهم
۱ ـ توت فرنگی ازجمله میوه‌های خوشمزه و پرخاصیت است که بیش از ۶۰۰۰ نوع از آن به رنگ‌های قرمز، سفید و زرد در طبیعت موجود است. توت فرنگی سرشار از ویتامین C و آنتی اکسیدان است که در درمان بیماری التهابی موثر است؛ همچنین برای سلامت قلب و عروق، پیشگیری از سکته، کاهش فشار خون، حفظ سلامت مفاصل و استحکام استخوان‌ها، کمک به کاهش وزن، درمان زودتر زخم‌ها، درمان یبوست و... مفید است. مصرف توت فرنگی در سلامت پوست و حفظ زیبایی و طراوت آن نیز تاثیرات مفیدی دارد.

توت فرنگی در ایران به دو روش گلخانه‌ای و مزرعه‌ای تولید می‌شود. معمولا توت فرنگی‌های گلخانه‌ای درشت‌تر هستند و احتمال اینکه برای درشت شدن آن‌ها از ترکیبات خاص شیمیایی استفاده شده باشد، زیاد است؛ بنابراین بهتر است از توت فرنگی‌های ریز مزرعه‌ای که طعم و مزه طبیعی هم دارند، استفاده کنید. هنگام خرید توت فرنگی توجه داشته باشید که توت فرنگی‌های سفت، قرمز تیره و براق را که کلاهک سبزشان کنده نشده باشد، انتخاب کنید. برای شستوی توت فرنگی به روشی کاملا سالم و بهداشتی بهتر است آن‌ها را داخل یک کاسه گود بریزید و کاسه را پر از آب سرد کنید و صبر کنید سه دقیقه بماند؛ سپس توت فرنگی‌ها را آبکش کنید. این کار را حداقل دوبار تکرار کنید تا تمام شن ریزه‌های توت فرنگی از بین برود.

۲ ـ ژلاتین ماده‌ای بدون رنگ و مزه است و از کلاژن گرفته می‌شود که در بخش‌هایی از بدن حیوانات وجود دارد. برای حل کردن پودر ژلاتین همیشه از روش بن‌ماری استفاده کنید. به این صورت که ظرف حاوی پودر ژلاتین و آب را روی بخار آب جوش بگذارید. توجه داشته باشید که اگرژلاتین را در دمای خیلی بالا آب کنید، بوی بدی از آن متساعد خواهد شد. همچنین یک قاشق غذاخوری پودر ژلاتین معادل ۴ ورق ژلاتین است. پودر ژلاتین را باید در یک ظرف در بسته و حتماً در مکان خشک و خنک نگه‌داری کنید. پس از اینکه بسته حاوی پودر ژلاتین را باز کردید، تا ۶ ماه فرصت استفاده از آن را دارید و بعد از این مدت خاصیت خود را از دست خواهد داد.

۳ ـ پنیر ماسکارپونه پنیر مخصوصی است که برای تهیه چیز کیک و دسر‌های پنیری از آن استفاده می‌شود که نمک ندارد و بافت آن برای تهیه کیک و دسر مناسب است. از آنجا که پنیر ماسکارپونه در همه فروشگاه‌های مواد غذایی در دسترس نیست، می‌توانید به جای آن از پنیر‌های خامه‌ای معمولی استفاده کنید که کم نمک باشند و همچنین چربی کم‌تری داشته باشند.