به گزارش مجله خبری نگار،ساوت چاینا مورنینگ پست گزارش میدهد که تلاش مشترک تیمهای تحقیقاتی در چندین سازمان در چین در استفاده از فناوری محاسبات کوانتومی برای آزمایش تابش هاوکینگ موفقیت آمیز بوده است. این بر اساس نظریهای بود که توسط فیزیکدان مشهور استیون هاوکینگ ارائه شد.
محاسبات کوانتومی یک حوزه پیچیده است که شامل استفاده از ریاضیات، علوم رایانه و فیزیک برای حل مسائل پیچیده میشود. به تازگی، مجله Interesting Engineering گزارش داده است که چگونه یک رایانه کوانتومی در ریاضیات پیچیده، یک رایانه سنتی را به چالش کشیده است.
برخلاف رایانههای معمولی که از بیتها برای پردازش محاسبات خود استفاده میکنند، رایانههای کوانتومی از بیتهای کوانتومی که معمولاً کیوبیت نامیده میشوند برای پردازش اطلاعات استفاده میکنند. از آنجایی که یک کیوبیت میتواند در بیش از حالت دوگانه ۰ و ۱ موجود برای بیتهای معمولی وجود داشته باشد، میتواند بهطور تصاعدی تعداد محاسبات بیشتری انجام دهد، چیزی که محققان به دنبال بهرهبرداری و موفقیت در آن هستند.
تابش هاوکینگ چیست؟
آنچه تاکنون در مورد قلمرو فیزیک میدانیم این است که گرانش یک سیاه چاله آنقدر قوی است که هیچ چیز، حتی نور، از آن فرار نمیکند. وقتی یک ذره از افق رویداد یک سیاهچاله عبور میکند، نمیتواند از آن بگریزد.
با این حال، به گفته فیزیکدان مشهور استیون هاوکینگ، در سطح کوانتومی، ذرهای درون سیاهچاله به تدریج میتواند فرار کند. این نظریه که در سال ۱۹۷۴ ارائه شد، بیان میکند که یک سیاهچاله، انرژی را به شکل امواج یا ذرات از از افق رویداد به خارج میفرستد. این نظریه تابش هاوکینگ نامیده میشود و باعث میشود یک سیاهچاله تمام انرژی خود را از دست بدهد و در نهایت تبخیر شود.
در طول سالها، محققان روشهای متعددی را برای آزمایش این نظریه امتحان کردهاند. استفاده از محیطهایی مانند امواج آب، فرامواد نوری، نور و همچنین چگالشهای بوز-انیشتین، حالتی که در آن ماده و ذرات تشکیل دهنده آن در پایینترین سطح انرژی خود قرار دارند.
با پیشرفت در تحقیقات محاسبات کوانتومی، دانشمندان سراسر سازمانها در چین گرد هم آمدند تا پیشبینیهای هاوکینگ را در سطح کوانتومی آزمایش کنند.
ایجاد سیاه چاله در سطوح کوانتومی
تیمی متشکل از محققان آکادمی علوم چین، دانشگاه تیانجین و آکادمی علوم اطلاعات کوانتومی پکن، ابررایانهای متشکل از زنجیرهای از ۱۰ کیوبیت ساختند. کوپلینگهای تعاملی توسط نه جفت کننده قابل تنظیم کنترل میشدند.
این تیم همچنین توسط دانشمندان موسسه تحقیقاتی RIKEN در ژاپن مورد حمایت قرار گرفت و مسیری را برای شبیهسازی اثرات کوانتومی سیاهچالهها با استفاده از تراشههای ابررسانا ایجاد کرد. این آزمایشها احتمال مشخصی از تابش یک شبه ذره از افق رویداد را نشان داد که صحت نظریه هاوکینگ را ثابت کرد.
این تیم در مورد نتایج تحقیقات خود که در اوایل این ماه در Nature Communication منتشر شد، نوشت: نتایج ما انگیزه بیشتری را برای کشف ویژگیهای مرتبط سیاهچالهها با استفاده از پردازنده ابررسانا قابل برنامه ریزی با جفتکنندههای قابل تنظیم برانگیخت.
محاسبات کوانتومی با سرعتی در حال پیشرفت است و محققان در چین حتی ادعا میکنند که رایانه کوانتومی آنها ۱۸۰ میلیون برابر سریعتر از ابررایانههای امروزی در ایالات متحده است.