تهیه کننده : فرناز فرمان
محققان معیارهایی را برای رفتار کوانتومی غیرموضعی در شبکه ها ایجاد می کنند.
یک مطالعه نظری جدید چارچوبی را برای درک غیر موضعی بودن ارائه داده است. غیر موضعیت ویژگی‌ای است که شبکه‌های کوانتومی باید داشته باشند تا بتوانند عملیاتی ورای فناوری ارتباطات استاندارد انجام دهند. با شفاف سازی این مفهوم، محققان شرایط لازم برای ایجاد سیستم هایی با همبستگی های قوی و کوانتومی را تعیین کردند. این مطالعه که در Physical Review Letters منتشر شده است، با استفاده از تکنیک‌هایی از نظریه محاسبات کوانتومی، یک طرح طبقه‌بندی جدید برای غیرموضعیت کوانتومی پیشنهاد می دهد. این امر نه تنها به محققین اجازه میدهد تا مطالعات قبلی این مفهوم را در چارچوبی مشترک متحد کنند، بلکه اثبات میکند سیستم‌های کوانتومی شبکه‌شده تنها زمانی می‌توانند غیرموضعیت را نشان دهند که دارای مجموعه خاصی از ویژگی‌های کوانتومی باشند. اریک چیتامبار (Eric Chitambar)، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه Illinois Urbana-Champaign و سرپرست پروژه می گوید: «در ظاهر، محاسبات کوانتومی و غیر موضعی بودن در شبکه های کوانتومی چیزهای متفاوتی هستند، اما مطالعه ما نشان می دهد که به طرق خاصی، آنها دو روی یک سکه اند. به طور خاص، آنها به یک مجموعه اساسی از عملیات کوانتومی برای ارائه اثراتی نیاز دارند که با فناوری کلاسیک قابل تکرار نیستند.» غیرموضعی بودن نتیجه درهم تنیدگی است، که در آن اشیاء کوانتومی حتی زمانی که در فواصل فیزیکی بسیار بزرگی از هم جدا می شوند، ارتباط قوی ای را با هم دارند. هنگامی که از اجسام درهم تنیده برای انجام عملیات کوانتومی استفاده می‌شود، نتایج اندازه گیری روی آنها همبستگی‌های آماری ای را نشان میدهد که با ابزارهای غیرکوانتومی قابل توضیح نیستند. گفته می شود که چنین همبستگی هایی غیرموضعی هستند. یک شبکه کوانتومی باید دارای درجه ای از غیرموضعیت باشد تا اطمینان حاصل شود که می تواند توابع کوانتومی واقعی را انجام دهد، اما این پدیده هنوز به خوبی درک نشده است. برای تسهیل مطالعه غیرموضعیت، چیتابار و دانشجوی فارغ التحصیل فیزیک آماندا گاتو لاماس (Amanda Gatto Lamas) از فرمالیسم نظریه منابع کوانتومی (Quantum Resource) استفاده کردند. چارچوب پژوهشگران با تلقی غیرموضعیت به عنوان یک «منبع» برای مدیریت، به آنها این امکان را میدهد که مطالعات گذشته غیرموضعیت را به عنوان نمونه‌های جداگانه‌ای از یک مفهوم، فقط با محدودیت‌های متفاوت در دسترس بودن منبع، ببینند. این امر اثبات نتیجه اصلی آنها را تسهیل کرد، که غیرموضعی بودن فقط با مجموعه محدودی از عملیات کوانتومی قابل دستیابی است. گاتو لاماس می گوید: «نتیجه گیری ما در شبکه کوانتومی مشابه یک نتیجه محاسباتی کوانتومی مهم به نام قضیه گوتسمن-نیل است. در حالی که قضیه گوتسمن-نیل به وضوح تعریف می کند که یک کامپیوتر کوانتومی برای پیشی گرفتن از یک کامپیوتر کلاسیک باید چه کاری انجام دهد، ما نشان می دهیم که یک شبکه کوانتومی باید با مجموعه ای از عملیات خاص ساخته شود تا کارهایی را انجام دهد که یک شبکه ارتباطی استاندارد نمی تواند. » چیتامبار معتقد است که این چارچوب نه تنها برای توسعه معیارهایی برای ارزیابی کیفیت یک شبکه کوانتومی بر اساس درجه غیرموضعی بودن آن مفید خواهد بود، بلکه می‌تواند برای گسترش مفهوم غیرموضعیت استفاده شود. او میگوید: «در حال حاضر، درک نسبتاً خوبی از نوع غیرموضعیتی که می‌تواند بین دو طرف پدیدار شود، وجود دارد. با این حال، می توان برای یک شبکه کوانتومی متشکل از بسیاری از طرف های متصل تصور کرد که ممکن است نوعی خاصیت جهانی وجود داشته باشد که شما نمی توانید آن را به جفت های مجزا در شبکه تقلیل دهید. چنین ویژگی ممکن است کاملاً به ساختار کلی شبکه بستگی داشته باشد. »