ساخت رایانه کوانتومی امکان‌پذیر است؟
مکانیک کوانتوم امکان وقوع پدیده‌های بسیار عجیبی را فراهم می‌آورد، رویداد‌هایی مانند تله‌پورت کردن اطلاعات یا ساخت رایانه‌هایی که می‌توانند کد افکار انسان را رمز‌گشایی کنند.
براساس گزارش لایو‌ساینس، دانشمندان موسسه تکنولوژی فدرال سوئیس به تازگی به واسطه تله‌پورت کردن، یا دورنوردی و یا انتقال از راه دور بیت‌های اطلاعاتی در میان یک تراشه رایانه‌ای در راستای ساخت رایانه‌ای کوانتومی قدم بزرگی برداشته‌اند.
به گفته بنجامین شوماخر استاد فیزیک کالج کنیون در اوهایو ابداع چنین مداری دستاوردی بزرگ به شمار می‌رود. به گفته وی اگر قرار باشد روزی رایانه‌ای کوانتومی ساخته شود، باید در حالت جامد باشد، یعنی رایانه‌ای که با استفاده از ترانزیستورهای تک‌قطعه‌ای و ثابت ساخته شود، رایانه‌ای که از قطعات جامع برخوردار باشد. تقریبا تمامی تجهیزات الکترونیکی با استفاده از قطعات الکترونیکی حالت جامد ساخته‌شده‌اند.
در تجربیاتی که پیش از این در زمینه تله‌پورت کردن اطلاعات انجام شده بود، از لیزر برای انتقال اطلاعات کوانتومی میان فوتون‌ها استفاده شده‌بود، عملکردی که برای ساخت رایانه کوانتومی کاربردی نخواهد بود، زیرا مدارهای حالت جامد بخشی شناخته شده از صنعت الکترونیک هستند و تولید کنندگان تراشه‌های رایانه‌ای ده‌ها سال سابقه تولید و ساخت آنها را دارند.
در آزمایش جدید دانشمندان فرانسوی از یکی از ویژگی‌های فیزیک کوانتوم به نام درگیری برای تله‌پورت کردن بیت‌های اطلاعاتی یا کوبیت‌ها استفاده کردند. زمانی که دو ذره با یکدیگر تعامل برقرار می‌کنند، اتصالی ایجاد میشود و به دو ذره با یکدیگر درگیر می‌شوند، به این شکل عملی که برروی یکی از ذرات اثر بگذارد، بردیگری نیز اثرگذار خواهد بود، حتی اگر دو ذره از یکدیگر فاصله زیادی داشته‌باشند. به علاوه بدون توجه به بُعد فاصله،اگر از وضعیت یکی از ذرات آگاهی داشته‌باشید درواقع از وضعیت دو ذره مطلع خواهید بود.
دانشمندان برای اجرای تله‌پورت کردن ذرات، سه مدار الکترونیکی میکرونی را برروی تراشه رایانه‌ای 0.3 در 0.3 اینچی قرار دادند. هردو مدار فرستنده بودند درحالی که یکی از آنها نقش گیرنده را ایفا می‌کرد. محققان تراشه را تا درجه نزدیک به صفر مطلق سرد کرده و جریان برق را در مدارها روشن کردند.
در آن درجه حرارت الکترون‌های مدار یا همان کوبیت‌ها تحت سلطه قوانین مکانیک کوانتوم رفتار می‌کنند. دانشمندان به صورت همزمان اطلاعات ارسال شده و دریافت شده در گیرنده و فرستنده را مورد بررسی قرار داده و دریافتند که کوبیت‌ها با یکدیگر در ارتباطند، در نتیجه تله‌پورت کردن اطلاعات امکان‌پذیر شده‌بود. نکته جالب توجه دیگر درباره این آزمایش قابل تکرار بودن آن است.
برای ساخت رایانه‌های کوانتومی انتقال سریع قابلیت کلیدی نیست،بلکه توانایی بیت‌های کوانتومی در حضور همزمان در دو حالت مختلف کلیدی به شمار می‌رود. در یک رایانه معمولی بیت‌ها یا همان صفر و یک‌ها که زبان رایانه را تشکیل می‌دهند از حالت مشخصی برخوردارند. آنها یا صفر هستند یا یک اما کوبیت‌ها می‌توانند در آن واحد هم صفر باشند و هم یک،این ذرات در وضعیتی به نام برهم‌نهی قرار دارند. در مکانیک کوانتوم، یک سیستم فیزیکی تا زمانی که مشاهده نشود از هیچ حالت مشخصی برخوردار نیست، پس از مشاهده شدن است که از خود در محیط اطرافش ردی به جا می‌گذارد.
کوبیت‌ها برای اینکه بتوانند حالت دوگانه خود را حفظ کنند نباید به هیچ وجه با محیط اطراف ارتباط برقرار کنند،از سویی دیگر یک قطعه رایانه‌ای برای کاربردی بودن باید با دیگر قطعات تعامل داشته باشد، از این رو برای ساخت رایانه‌های کوانتومی الزامات متناقضی مطرح هستند،کوبیت‌ها باید با یکدیگر تعامل داشته‌باشند اما در عین حال باید از محیط خارج مجزا باشند.
محققان آزمایش دانشمندان سوئیسی را قدم بزرگی در راستای ساخت رایانه‌های کوانتومی می‌دانند زیرا نه تنها قادر به تله‌پورت کردن کوبیت‌ها است، بلکه می‌توان عملیات‌های منطقی از قبیل جمع و تفریق را در مورد آنها اعمال کرد، به بیان دیگر می‌توان دگرگونی ایجاد شده را دچار تغییر کرد و بیت را به صفر یا یک تبدیل کرد. قرار است آزمایش‌های آینده روی تله‌پورت کردن برروی بیش از یک تراشه و با استفاده از کوبیت‌های بیشتر انجام شوند.