ابداع دقیق‌ترین شناساگر کوانتومی توسط دانشمند ایرانی

"بیان کریمی" دانشجوی دکترا در دانشگاه "آلتو" فنلاند موفق به ساخت یک گرماسنج کوانتومی شده است که هزار بار از موی انسان نازک‌تر است و از لحاظ نظری در بالاترین سطح ممکن قرار دارد.

کد خبر: ۳۳۸۶۹۲

تاریخ: ۳۰ دی ۱۳۹۸ - ۱۱:۵۶

فیزیک کوانتوم در حال بیرون آمدن از فضای آزمایشگاه و ورود به زندگی روزمره مردم است. به رغم اعلام نتایج در مورد اینکه رایانه‌های کوانتومی توانایی انجام محاسباتی را دارند که رایانه‌های سنتی قادر به انجام آنها نیستند، چالش‌های فنی بسیاری بر سر راه ورود فیزیک کوانتومی به دنیای واقعی وجود دارد و تحقیقات جدید یک دانشمند ایرانی و همکارانش در دانشگاه آلتو(Aalto) و دانشگاه لوند(Lund) می‌تواند ابزار مهمی برای این تلاش باشد.

یکی از سؤالات مطرح در تحقیقات کوانتومی این است که چگونه گرما و ترمودینامیک با فیزیک کوانتومی همزیستی دارند. این زمینه تحقیقاتی از ترمودینامیک کوانتومی یکی از زمینه‌هایی است که پروفسور "جوکا پکولا" رئیس مرکز عالی آکادمی فنلاند(QTF) بر روی آن متمرکز است.

وی می‌گوید: این زمینه از لحاظ نظری تایید شده است و اکنون آزمایش‌های مهم شروع به ظهور کرده‌اند.

گروه تحقیقاتی وی در حال کار بر روی ایجاد نانودستگاه‌های ترمودینامیکی کوانتومی است که می‌توانند سوالات مطرح را به صورت تجربی پاسخ دهند.

حالت‌های کوانتومی مانند آنهایی که در کیوبیت‌ها که قدرت رایانه‌های کوانتومی را تامین می‌کنند، وجود دارند، با دنیای اطراف خود ارتباط برقرار می‌کنند و این تعامل‌ها همان چیزی است که ترمودینامیک کوانتومی با آن سروکار دارد.

اندازه‌گیری این سیستم‌ها نیاز به تشخیص تغییرات انرژی دارد که آن قدر کوچک هستند که تشخیص آنها از نوسانات پس‌زمینه دشوار است.

مشکل دیگر این است که حالت‌های کوانتومی می‌توانند پس از اندازه‌گیری تغییر کنند.

بنابراین محققان مجبور بودند دماسنجی بسازند که بتواند بدون دخالت در هیچ یک از حالت‌های کوانتومی که قصد سنجش آنها را دارند، تغییرات بسیار ناچیز را اندازه بگیرد.

"بیان کریمی" دانشجوی دکترا در مرکز عالی آکادمی فنلاند(QTF) نیز روی این پروژه کار می‌کند. دستگاه ابداعی وی یک گرماسنج است که گرما را در یک سیستم اندازه‌گیری می‌کند. این دستگاه از یک نوار مسی حدود هزار بار نازک‌تر از موی انسان استفاده می‌کند.

کریمی می‌گوید: شناساگر ما تابش را از حالت‌های کوانتومی جذب می‌کند و انتظار می‌رود میزان انرژی آنها و چگونگی تعامل آنها با محیط اطراف را تشخیص دهد. یک حد نظری در مورد میزان دقیق بودن یک گرماسنج وجود دارد و دستگاه ما اکنون به آن حد رسیده است.

بنابراین طبق ادعای "بیان کریمی" دستگاه ابداعی وی در بالاترین سطح ممکن عمل می‌کند و بهترین نمونه از شناساگر کوانتومی در جهان است.

این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.

ایسنا