در آغاز یک عصر جدید
به مناسبت روز جهانی کوانتوم
۱۴ آوریل مصادف با ۲۶ فروردین ۱۴۰۳ روز جهانی کوانتوم با هدف ترویج آگاهی و درک عمومی از علم و فناوریهای کوانتومی در سراسر جهان نام گذاری شده است. روز جهانی کوانتوم در 14 آوریل 2021 به عنوان ابتکار گروهی بین المللی از دانشمندان آغاز شد و این تاریخ را انتخاب کردند زیرا “4.14” نشان دهنده گرد شده ثابت پلانک است: 4.14×10−15 eV·s..
مبدا کوانتوم کجا بود؟
در سال 1900 ماکس پلانک که او را پدر کوانتوم میدانند، با کارش بر روی تابش جسم سیاه و ارائه یک ثابت بنیادی که به ثابت پلانک معروف است، آغازگر مکانیک کوانتوم شد. چند سال پس از کار او، این آلبرت اینشتین بود که با کار بر روی زمینه اثر فوتوالکتریک، تاثیر مهمی در توسعه فهم دانشمندان از کوانتوم ایجاد کرد. از جمله بنیان‌گذاران برجسته دیگر علم کوانتوم می‌توان به نام‌هایی چون دوبروی، ورنر هایزنبرگ، شرودینگر، نیلز بور، ماکس بورن، و… اشاره کرد. این دانشمندان با مطالعات و بررسی نتایج تجربی آزمایشگاهی، اصول و مفاهیم اساسی کوانتوم را که منجر به تغییرات عمده در زمینه‌ی دیدگاه ما درباره دنیای ذرات شد، مطرح کردند. تحولات نظری بزرگی از اوایل قرن بیستم با توسعه نظریه کوانتومی کلید خورد. آنها کشف کردند که انرژی کوانتیزه است و توانستند فرمول‌بندی را ایجاد کنند که بر رفتار ذرات کوانتومی حاکم باشد. این تحول علمی با ایجاد فرمالیزم کوانتومی و توضیح پدیده‌هایی همچون تابش مغناطیسی جسم سیاه و ساختار الکترون در هیدروژن، باورها و دیدگاه‌های مرسوم مطرح در ارتباط با ویژگی ذرات میکروسکوپی را به چالش کشید، این فرمالیزم پیش‌بینیهایی از قبیل برهمنهی، درهمتنیدگی و فروریزش تابع موج را ارائه کرد. با توجه به توسعه علمی این حوزه نوبت به پیاده‌سازی فناوریهایی مانند ترانزیستورها، لیزرها و تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) بود، که از درک رفتارهای کوانتومی پدید آمدند و اساس الکترونیک و پزشکی مدرن را تشکیل دادند. امروزه تراشههای نیمه هادی در گوشیهای هوشمند و کامپیوترها با بهره گیری از قوانین مکانیک کوانتومی کار میکنند. بنابراین علم کوانتوم نیازمند تلاش‌های تئوری و تجربی بسیار بود و عده زیادی از بنیان‌گذاران مهم این حوزه با دست‌یافتن به اصول و قوانین اساسی این علم، پایه‌هایی برای توسعه تکنولوژی‌های بسیار پیشرفته را فراهم کردند.
چرا کوانتوم ؟
مکانیک کوانتومی علم اتم‌ها و ذرات است که اجزای سازنده جهان هستند. دانشمندان و مهندسان با استفاده از مکانیک کوانتومی انقلابی در فناوری ایجاد کرده اند که بر زندگی روزمره ما تأثیر می گذارد. فناوری کوانتومی با ورود به زمینه بین رشته ای به نام “علوم اطلاعات کوانتومی” توانست باعث توسعه و پیشرفت فناوریهای نوین، و همچنین امکانات و کاربردهای جدیدی در علوم کامپیوتر، ارتباطات، فیزیک و سایر حوزه‌ها را فراهم کرد. این علم جدید با گسترش و استفاده از فناوریهای مبتنی بر فیزیک کوانتومی از جمله کامپیوترهای کوانتومی، حسگرهای کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی، همچنان در حال تحولآفرینی در فناوری است.
این کوانتوم است، جهشی عظیم به سوی آینده
فناوریهای کوانتومی، حوزه‌ای به‌سرعت در حال تکامل و رشد هستند که همیشه پیشرفت‌ها و اکتشافات جدیدی در آن اتفاق می‌افتد. تجلیل از فناوری های کوانتومی راهی برای تایید و حمایت از این حوزه مهم و تحقیق و توسعه آن است. همانطور که برای یک انقلاب کوانتومی آماده می‌شویم، فرصت‌ها و چالش‌های پیش رو را در آغوش بگیریم و اطمینان حاصل کنیم که فناوری کوانتومی برای نسل‌های آینده بشریت میتواند موثر واقع گردد.