محققان چینی موفق شدند که از یک پردازنده کوانتومی پر قدرت برای شبیه سازی شرایط سیاهچاله و آزمایش تابش هاوکینگ استفاده کنند.
به گزارش تکناک، ساوت چاینا مورنینگ پست گزارش می دهد که تلاش مشترک تیم های تحقیقاتی در چندین سازمان در چین در استفاده از فناوری محاسبات کوانتومی برای آزمایش تابش هاوکینگ موفقیت آمیز بوده است. این بر اساس نظریه ای 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 0 و 1 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 می دانیم این است که گرانش یک سیاه چاله آنقدر قوی است که هیچ چیز، حتی نور، از آن فرار نمی کند. وقتی یک ذره از افق رویداد یک سیاهچاله عبور می کند، نمی تواند از آن بگریزد.
با این حال، به گفته فیزیکدان مشهور استیون هاوکینگ، در سطح کوانتومی، ذره ای درون سیاهچاله به تدریج می تواند فرار کند. این نظریه که در سال 1974 ارائه شد، بیان می کند که یک سیاهچاله، انرژی را به شکل امواج یا ذرات از از افق رویداد به خارج میفرستد. این نظریه تابش هاوکینگ نامیده می شود و باعث می شود 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 محیط هایی مانند امواج آب، فرامواد نوری، نور و همچنین چگالش های بوز-انیشتین، حالتی که در آن ماده و ذرات تشکیل دهنده آن در پایین ترین 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، ابررایانه ای متشکل از زنجیره ای از 10 کیوبیت ساختند. کوپلینگ های تعاملی توسط نه جفت کننده قابل تنظیم کنترل می شدند.
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 می کنند که رایانه کوانتومی آنها 180 میلیون برابر سریعتر از ابررایانه های امروزی در ایالات متحده است.
