به گزارش خبرگزاری ایمنامحققان با استفاده از ابزار هوش مصنوعی به نام PyTheus، روشی نوین و ساده‌تر برای ایجاد پیوند کوانتومی بین ذرات زیراتمی کشف کرده‌اند. این پیشرفت علمی می‌تواند به توسعه فناوری‌های ارتباطی کوانتومی کمک کند و رؤیای ساخت «اینترنت کوانتومی» را به واقعیت نزدیک‌تر سازد.
چالش قدیمی پیوند کوانتومی
پیوند کوانتومی پدیده‌ای است که در آن ذرات همچون فوتون‌ها به‌طور غیرمحلی به یکدیگر متصل می‌شوند و حالت کوانتومی آن‌ها بدون توجه به فاصله، همبسته می‌ماند، این پدیده که اینشتین آن را «عملکرد شبحی در فاصله» نامید، سنگ بنای فناوری‌هایی همچون رایانه‌های کوانتومی و ارتباطات امن کوانتومی است.
تاکنون، ایجاد این پیوند نیازمند مراحل پیچیده‌ای بود:
- تولید دو جفت فوتون درهم‌تنیده.
- انجام اندازه‌گیری حالت بل (Bell-state measurement) روی یک فوتون از هر جفت.
- فروپاشی سیستم کوانتومی و ایجاد درهم‌تنیدگی بین دو فوتون باقیمانده (حتی اگر هیچگاه با هم تعامل نداشته باشند).
این فرایند، به دلیل حساسیت بالا و نیاز به دقت، یکی از موانع اصلی در تجاری‌سازی فناوری‌های کوانتومی محسوب می‌شد.
نقش هوش مصنوعی در ساده‌سازی فرایند
در مطالعه‌ای که در مجله Physical Review Letters منتشر شد، محققان از ابزار هوش مصنوعی PyTheus برای طراحی آزمایش‌های کوانتومی استفاده کردند، این سیستم هوشمند پس از تحلیل حجم عظیمی از داده‌ها، راهکاری غیرمنتظره ارائه داد:
- قابل تشخیص نبودن مسیر فوتون‌ها: اگر منشأ فوتون‌ها به گونه‌ای تنظیم شود که نتوان آن‌ها را از هم تشخیص داد، اندازه‌گیری آن‌ها در مسیرهای خاص، پیوند کوانتومی بین فوتون‌های باقیمانده را تضمین می‌کند.
این روش نه تنها مراحل سنتی را کاهش می‌دهد، بلکه نیاز به تجهیزات پیچیده را نیز کمتر می‌کند. سوپیا والکورسا، فیزیکدان سرن، این کشف را «گامی انقلابی» در ساخت شبکه‌های کوانتومی می‌داند.
تأثیرات و چشم‌اندازها
- ارتباطات امن کوانتومی: ساده‌سازی پیوند کوانتومی می‌تواند به توسعه سیستم‌های پیام‌رسانی غیرقابل نفوذ کمک کند.
- اینترنت کوانتومی: این فناوری پایه‌ای برای ایجاد شبکه‌های کوانتومی گسترده است که اطلاعات را با سرعت و امنیت بی‌سابقه منتقل می‌کنند.
- کاربردهای آینده: از محاسبات کوانتومی گرفته تا حسگرهای بسیار دقیق، این کشف می‌تواند دنیای فناوری را متحول کند.
چالش‌های باقیمانده
- نویز محیطی: عواملی مانند تداخل الکترومغناطیسی می‌توانند پایداری سیستم‌های کوانتومی را به خطر بیندازند.
- مقیاس‌پذیری: تجاری‌سازی این فناوری نیازمند حل مشکلات فنی و تولید تجهیزات قابل اعتماد است.
هوش مصنوعی، همراهی نوین در علم فیزیک
این مطالعه نشان می‌دهد که هوش مصنوعی می‌تواند به عنوان ابزاری قدرتمند در کشف مفاهیم پیچیده فیزیک عمل کند. والکورسا تأکید می‌کند: هوش مصنوعی جایگزین دانشمندان نیست، بلکه آن‌ها را در رسیدن به نتایج برآوردناپذیر یاری می‌کند.