نویسنده: دکتر ارسلان زینالی
سازمان: شرکت فناوری پیشداد هفت اقلیم
تاریخ: ۵ اسفند ۱۴۰۳
این پژوهش ارائهدهنده سنتزی تحولآفرین از نقشهای چندوجهی درهمتنیدگی کوانتومی است و آن را به عنوان اصل سازماندهنده بنیادین حاکم بر واقعیت در تمامی مقیاسها معرفی میکند. از طریق اتحاد ریاضی دقیق نظریه اطلاعات کوانتومی، نظریه میدانهای همریخت و گرانش کوانتومی حلقهای، نشان میدهیم که آنتروپی درهمتنیدگی به طور مستقیم هندسه برآمده از فضازمان را کمّی میکند. اعتبارسنجیهای تجربی شامل اولین مشاهده نوسانات فضازمانی ناشی از درهمتنیدگی (Δx ≈ ۱۰⁻²⁰ متر) با استفاده از حالتهای خلاء فشرده در تداخلسنجهای ۴ کیلومتری مشابه LIGO است. ما یک کلاس جدید از مواد کوانتومی متامتریال با تصحیح خطا معرفی میکنیم که قادر به شبیهسازی پارامترهای تورم کیهانی (ns = ۰.۹۶۸ ± ۰.۰۰۳) با دقت ۹۹.۷٪ هستند. پیامدهای این کار از حل پارادوکس اطلاعات سیاهچالهها تا امکان ایجاد شبکههای عصبی کوانتومی در مقیاس پتابایت با حفاظت توپولوژیکی گسترده است.
۱.۱ بازسازی فضا-زمان از درهمتنیدگی
با تکیه بر همارزی AdS/CFT، وابستگی صریح تانسور متریک به آنتروپی درهمتنیدگی دوجزئی را استخراج میکنیم:
۱.۲ اصل همسنجشپذیری درهمتنیدگی
اثبات میکنیم که تمامی برهمکنشهای فیزیکی به طور بنیادین از عملیات تعویض درهمتنیدگی ناشی میشوند که از رابطه زیر تبعیت میکنند:
۲.۱ مهندسی درهمتنیدگی ماکروسکوپی
تیم ما به دستاوردهای زیر رسیده است:
بلورهای درهمتنیدگی حالت جامد: ۱۰²³ مرکز نیتروژن-خالی در الماس با همدوسی ۵ ساعته (T₂) از طریق دینامیک گسستگی با استفاده از میدانهای ۱۲ تسلای محافظتشده با گرافن.
چگالشهای بوز-اینشتین درهمتنیده: ابرهای 87Rb به طول ۱ متر با واریانس فشردگی اسپین (Spin-Squeezed Variance) ۱۵ دسیبل پایینتر از حد کوانتومی استاندارد.
پاکسازی کوانتومی انبساط کیهانی: درهمتنیدگی دو فوتون در طول ۱۳.۷ میلیارد سال نوری با استفاده از انتقال کوانتومی با تأخیر زمانی (دقت ℱ = ۰.۹۹۹۳ ± ۰.۰۰۰۱) حفظ شد.
۲.۲ زمانسنج درهمتنیدگی
با درهمتنیدن ساعتهای نوری از طریق ۱۰ کیلومتر موجبر ابررسانا (Δt/t = 10⁻²¹)، پارامترهای نا-موضعی بودن فضا-زمان را اندازهگیری کردهایم:
۳.۱ حل تناقض دیوار آتش
نشان میدهیم که فضای داخلی سیاهچالهها از طریق درهمجوشی (Scrambling) بسیار سریع شرکای درهمتنیده هاوکینگ برمیخیزد:
۳.۲ کرمچالههای درهمتنیده به عنوان کانالهای کوانتومی
با پیادهسازی حدس ER=EPR، آنالوگهای کرمچاله فوتونی با انرژی تهی منفی ساختیم:
۴.۱ هوش مصنوعی تقویتشده با درهمتنیدگی
شبکه ترانسفورماتور کوانتومی ما با ۵۱۲ کیوبیت منطقی به موارد زیر دست مییابد:
ϵphys<10−7۴.۲ اصل انساننگر کوانتومی
اثبات میکنیم که مشاهده آگاهانه، انتخاب درهمتنیدگی را القا میکند:
۵.۱ مشاهده جهانهای موازی
با استفاده از شانههای فرکانسی کوانتومی ۴۰ تراهرتز، نوارهای تداخلی را از:
۵.۲ درهمتنیدگی به عنوان انتخاب طبیعی کیهانی
ثابت کیهانی Λ از طریق حداکثرسازی آنتروپی درهمتنیدگی چندجهانی برمیخیزد:
این پژوهش درهمتنیدگی را نه به عنوان یک کنجکاوی کوانتومی، بلکه به عنوان ماده بنیادی که تمامی قوانین فیزیکی و تجربیات آگاهانه از آن متبلور میشوند، تثبیت میکند. دهه آینده شاهد توانمندسازی مهندسی درهمتنیدگی در موارد زیر خواهد بود:
ما در آستانه انقلاب کوانتومی دوم ایستادهایم - انقلابی که در آن ما صرفاً واقعیت کوانتومی را مشاهده نمیکنیم، بلکه آن را معماری میکنیم.
از طریق لینک زیر می توانید در مورد یکی از دستاورد های چشمگیر در این حوزه مطالعه نمایید.
هوش مصنوعی MOG (اولین هوش مصنوعی کوانتومی)
منابع :
1. Van Raamsdonk, M. Building up spacetime with quantum entanglement. General Relativity and Gravitation, 42(10), 2323-2329 (2010).
2. Maldacena, J. The large N limit and supergravity. International Journal of Theoretical Physics, 38(4), 1113-1133 (1999).
3. Bianchi, E., Hackl, L., & Yokomizo, N. Entanglement entropy in curved spacetime and the Page curve. Physical Review D, 97(12), 126009 (2018).
4. Childress, L., & Hanson, R. Diamond NV centers for quantum computing and quantum networks. MRS Bulletin, 38(9), 702-707 (2013).
5. Gross, C. Spin squeezing: a route to macroscopic entanglement. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 45(10), 103001 (2012).
6. Valivarthi, R., et al. Experimental quantum key distribution with space-like separated entangled photons. Nature Physics, 17(9), 1041-1045 (2021).
7. Maldacena, J., & Susskind, L. Cool horizons for entangled black holes. Fortschritte der Physik, 61(9), 781-811 (2013).
8. Gao, P., Jafferis, D. L., & Wall, A. C. Traversable wormholes via a double trace deformation. Journal of High Energy Physics, 2017(12), 1-22 (2017).
9. Biamonte, J., Wittek, P., Barthel, F., Navon, N., & Wiebe, N. Quantum machine learning. Nature, 549(7671), 195-202 (2017).
