انتقال انرژی از راه دور در فناوری کوانتومی امکان پذیر شد
پژوهشگران از رایانه کوانتومی برای شبیه‌سازی نحوه انتقال و ذخیره انرژی در یک کیوبیت استفاده کردند و موفق شدند انرژی استخراج شده از فضا را با استفاده از رایانه کوانتومی به مکان جدید منتقل کنند. از مهم‌ترین مزایای رایانش کوانتومی، استفاده از آن برای برداشت انرژی، انتقال آن به جای دیگر و ذخیره آن برای استفاده در آینده است؛ این ایده بیش از یک دهه پیش ارائه شده بود که محققان دانشگاه پردو اکنون به آن دست یافته‌اند.
یک کیوبیت، کوتاه شده بیت کوانتومی، واحد اساسی اطلاعات در محاسبات کوانتومی است که معادل بیت (رقم باینری) در محاسبات کلاسیک است. فیزیک کوانتومی هنوز یک رشته در حال ظهور است و چیزهای زیادی در مورد آنچه که می‌توان با آن انجام داد، ناشناخته باقی مانده است. نظریه‌های جدید دانشمندان در این زمینه قبل از تبدیل شدن به قوانینی بر درک ما، به طور گسترده مورد آزمایش قرار می‌گیرند.
طبق قوانین فیزیک کوانتومی، هیچ فضایی کاملا خالی وجود ندارد. حتی اگر فضایی از کوچکترین اتم‌ها پاک شود، باز هم نوسانات ریزی از میدان‌های کوانتومی در آن باقی می‌مانند که حتی خواص کوانتومی مثل درهم‌تنیدگی را نشان می‌دهند.
انتقال انرژی از راه دور
در هم تنیدگی کوانتومی پدیده‌ای جذاب در فیزیک کوانتومی است که رفتار گروهی از ذرات را توضیح می‌دهد؛ در حالی که حالت کوانتومی آن‌ها را نمی‌توان به طور مستقل از یکدیگر توصیف کرد؛ این درهم‌تنیدگی حتی زمانی که ذرات با فاصله زیادی از هم جدا می‌شوند، باقی می‌ماند.
در سال ۲۰۰۸، ماساهیرو هوتا (Masahiro Hotta)، پژوهشگری از دانشگاه توهوکو (Tohoku University) در ژاپن، پیشنهاد کرد که با استفاده از نوسانات کوانتومی در فضای خالی و به دام انداختن آن‌ها در یک حالت در هم تنیده می‌توان برای انتقال انرژی از راه دور استفاده کرد.
این ایده برای بیش از یک دهه یک آزمایش فکری باقی ماند تا این که تحقیقات رایانش کوانتومی سرعت گرفت. وقتی محققان آزمایش‌های هوتا را انجام دادند، در واقع توانستند انرژی را از راه دور انتقال دهند، اما به مانع جدیدی برخورد کردند. انرژی منتقل شده که به محیط اطراف نشت می‌کرد، از بین رفت و قابل ذخیره نبود.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی سابر کیس (Saber Kais)، استاد مهندسی شیمی، برق و رایانه در دانشگاه پردو (Purdue University) در آمریکا، اکنون راه حلی با استفاده از رایانش کوانتومی دارد.
کیوبیت به عنوان ذخیره کننده انرژی
تیم کیس مشکل ذخیره انرژی را با استفاده از ابتدایی‌ترین جز رایانش کوانتومی که بیت کوانتومی یا کیوبیت است، حل کرد. محققان در آزمایش خود از کیوبیت‌ها در پایین‌ترین حالت انرژی خود استفاده کردند.
در دنیایی ساده‌تر، این کیوبیت‌ها دارای انرژی صفر خواهند بود، اما می‌دانیم که حتی خالی‌ترین مکان‌ها نیز به دلیل سوسو زدن‌های کوچک میدان‌های کوانتومی انرژی دارند. اگر دو کیوبیت در هم تنیده و سپس از هم جدا شوند، آنگاه حتی کوچکترین اقداماتی نیز حالت انرژی آن‌ها را تغییر می‌دهد.
به عنوان مثال، اگر اندازه‌گیری‌های حالت انرژی کیوبیت اول انجام شود، انرژی آن کمی افزایش می‌یابد که در کیوبیت در هم تنیده نیز منعکس می‌شود، اما این تغییر در کیوبیت دیگر قابل مشاهده نخواهد بود.
با این حال اگر شخصی که اندازه‌گیری می‌کند، دقیقا تعیین کند کیوبیت‌های در هم تنیده چقدر انرژی اضافی دارند، می‌توانند این انرژی را از کیوبیت در هم تنیده استخراج کنند و دو کیوبیت را به پایین‌ترین حالت انرژی خود برگردانند؛ طبق تحقیقات کیس، این انرژی اضافی می‌تواند در کیوبیت دیگری برای استفاده در آینده ذخیره شود. محققان این رویکرد را با استفاده از شبیه‌سازی بر روی یک رایانه کوانتومی آزمایش کرده‌اند.
می‌توان استدلال کرد که این بیشتر یک شبیه‌سازی است تا یک آزمایش واقعی، اما همچنین نزدیک‌ترین آزمایشی است که می‌توان در یک شبیه‌سازی انجام داد. کیس و تیمش می‌خواهند در مرحله بعد از این انرژی برای انجام واکنش‌های شیمیایی استفاده کنند و آن را به یک برنامه کاربردی در دنیای واقعی تبدیل کنند.