نوشته : حسین جوادی

انصافاٌ هاوكینگ در توضیح مطالب پیچیده و بغرنج فیزیك به زبان ساده مهارت خاصی دارد. بهمین دلیل آثار عمومی ایشان از استقبال چشم گیری برخوردار است. علاوه بر آن نام هاوكینگ به دلیل در دو كار جالب در مورد سیاه چاله ها جاودان خواهد شد. یكی تكینگی و دیگری تبخیر سیاه چاله ها. این دو مورد زمینه ی یك بحث فراگیر جهانی را بین فیزیكدانان فراهم كرد. هرچند به اعتراف خود هاوكینگ در كتاب تاریچه زمان از فیزیكدانان روسی الهام گرفته بود، اما این هاوكینگ بود كه با محاسبات و معادلات ریاضی توانست توجه فیزیكدانان را به آن جلب كند. این نوشته نقدی است بر مقالات پایان فیزیك كه در سایت هوپا منتشر شد و مجموع آنها در اینجا و بطور یكجا فرهم شده است. در این نوشته برخی نكات مهم نوشته هاوكینگ مورد بحث قرار می گیرد.

هاوكینگ:

ذرات مادی رو كه همگی می‌شناسیم. پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته اتم و الكترون‌ها كه به دور هسته می‌چرخند. ذرات مادی اتم رو به‌نام كلی فرمیون‌‌ها می‌شناسیم. فرمیون‌ها یك سیستم پیام‌رسانی دارند كه بین آن ذرات رد و بدل شده و به راه‌های معینی موجب ایجاد تاثیر و در نتیجه تغییراتی در آن‌ها می‌شود. این سرویس‌ها را نیرو می‌نامیم. ذراتی وجود دارد كه این پیام‌ها را بین فرمیون‌ها و در برخی موارد حتی بین خود رد و بدل می‌كنند. این ذرات پیام‌رسان به‌طور مشخص بوزون نامیده می‌شوند. پس هر ذره‌ای كه در جهان وجود دارد یا فرمیون هست یا بوزون.

نظریه سی. پی. اچ. :

همه ی ذرات اعم از فرمیونها و بوزونها از ذرات واحدی تشكیل شده اند كه آن سی. پی. اچ. یا CPH, Creation Particle Higgs می نامیم. سی. پی. اچ. ها روی یكدیگر اثر دارند و این اثر بصورت تولید اسپین برای آنها نمودار می شود. سی. پی. اچ. ها پس از آنكه دارای اسپین شدند، با یكدیگر ادغام شده و كوانتومهای انرژی را به وجود می آورند. این كوانتومهای انرژی در فراینهای فیزیكی به زوج های ماده و پاد ماده تبدیل می شوند. در واقع بوزونها و فرمیونها از ذرات واحدی تشكیل می شوند كه سی. پی. اچ. نامیده می شود. اگر ما دیدگاه خود را از مورد نیرو و انرژی تغییر دهیم و این دو را هم ارز بدانیم (كه در حقیقت هم ارز هم هستند) آنگاه می توانیم دلیل تاثیر بوزنها بر فرمیونها و همچنین تاثیر بوزونها را بر یكدیگر توضیح دهیم.

هاوكینگ:

گفتیم كه سرویس‌های پیام‌رسان 4گانه نیرو نامیده می‌شوند. یكی از این نیروها گرانش هست. نیروی گرانش را كه ما را روی زمین نگه می‌دارد، می‌توانیم مثل پیامی در نظر بگیریم. حامل این پیام نوعی بوزون هست كه گراویتون نامیده می‌شود. گراویتون‌ها حامل پیامی بین ذرات اتم‌های بدن ما و ذرات اتم‌های زمین هستند و به ذرات مذكور می‌گویند كه به‌هم نزدیك شوند.

نظریه سی. پی. اچ. :

هنگامیكه سی. پی. اچ. دارای اسپین است، گراویتون نامیده می شود.

هاوكینگ:

نظریه‌ها

نظریه نسبیت عام اینشتین نظریه‌ای در باره جرم‌های آسمانی بزرگ مثل ستارگان، سیارات و كهكشان‌هاست كه برای توضیح گرانش در این سطوح بسیار خوب است.

مكانیك كوانتومی نظریه‌ای است كه نیروهای طبیعت را مانند پیام‌هایی می‌داند كه بین فرمیون‌ها (ذرات ماده) رد و بدل می‌شوند. این نظریه اصل ناامیدكننده‌ای را نیز كه اصل عدم قطعیت نام دارد در بر می‌گیرد. بنابر این اصل هیچ‌گاه ما نمی‌توانیم همزمان مكان و سرعت (تندی و جهت حركت) یك ذره را با دقت بدانیم. با وجود این مسئله مكانیك كوانتومی در توضیح اشیاء، در سطوح بسیار ریز خیلی موفق بوده بوده است.

یك راه برای تركیب این دو نظریه بزرگ قرن بیستم در یك نظریه واحد آن است كه گرانش را همانطور كه در مورد نیروهای دیگر با موفقیت به آن عمل می‌كنیم، مانند پیام ذرات در نظر بگیریم. یك راه دیگر بازنگری نظریه نسبیت عام اینشتین در پرتو نظریه عدم قطعیت است.

اما اگر نیروی گرانش را مانند پیام بین ذرات در نظر بگیریم، با مشكلاتی مواجه می‌شویم. قبلاْ دیدیم كه شما می‌توانید نیرویی را كه شما را روی زمین نگه می‌دارد، مثل تبادل گراویتون‌ها(همان پیام‌رسان‌های گرانش) بین ذرات بدن خود و ذراتی كه كره زمین را تشكیل می‌دهند، در نظر بگیرید. در اینصورت نیروی گرانشی با روش مكانیك كوانتومی بیان می‌شود. اما چون همه گراویتونها بین خود نیز رد و بدل می‌شوند، حل این مساله از نظر ریاضی بسیار بغرنج می‌شود. بی‌نهایت‌هایی حاصل می‌شوند كه خارج از مفهوم ریاضی معنایی ندارند. نظریه‌های علم فیزیك واقعاْ نمی‌توانند با این بی‌نهایت‌ها سر و كار داشته باشند. آن‌ها اگر در نظریه‌های دیگر یافت شوند، تئوریسین‌ها به روشی كه آن را ریترمالیزیشن یا بازبهنجارش می‌نامند، متوسل می‌شوند. ریچارد فاینمن در این باره می‌گوید: این كلمه هر چقدر زیركانه باشد، باز من آن را یك روش دیوانه‌وار می‌نامم. خود او هنگامی كه روی نظریه‌اش در مورد نیروی الكترومغناطیسی كار می‌كرد، از این روش سود جست. اما او به این كار زیاد راغب نبود. در این روش از بی‌نهایت‌های دیگری برای خنثی كردن بی‌نهایت‌های نخستین، استفاده می‌شود. نفس این عمل اگر چه مشكوك است ولی نتیجه در بسیاری از موارد كاربرد خوبی دارد. نظریه‌هایی كه با به‌كارگیری این روش به‌دست می‌آیند، خیلی خوب با مشاهدات همخوانی دارند.

استفاده از روش بازبهنجارش در مورد نیروی الكترومغناطیسی كارساز است ولی در مورد گرانش این روش موفق نبوده. بی‌نهایت‌ها در مورد نیروی گرانش از جهتی بدتر از بی‌نهایت‌های نیروی الكترومغناطیسی هستند و حذفشان ممكن نیست. ابرگرانش كه هاوكینز در خطابه لوكاشین خود بدان اشاره كرد و نظریه ابرریسمان كه در ا» اشیاء بنیادی جهان، بصورت ریسمان‌های نازكی هستند، پیشرفت‌های امیدوار كننده‌ای داشته‌اند، اما هنوز مسئله حل نشده است.

نظریه سی. پی. اچ. :

مشكل اصلی در فیزیك این است كه تلاش می كنند این دو نظریه، یعنی مكانیك كوانتوم و نسبیت را با یكدیگر سازگار سازند. در حالیكه با توجه به اصل هم ارزی نیرو و انرژی نیاز به تلاش زیادی نیست تا نسبیت و مكانیك كوانتوم با یكدیگر سازگار شوند. در واقع بایستی مكانیك كلاسیك، مكانیك كوانتوم و نسبیت را همزمان و با توجه به اصول و قوانین شناخته شده ی علمی كه از نظر تجربی نیز تایید شده مورد بررسی مجدد قرار داد. برای اینكار بایستی تعریف جدیدی از انرژی ارائه داد و با توجه با این تعریف ساختمان فوتون را تعریف كرد. با چنین نگرشی بینهایت های مشكل ساز بسادگی برطرف خواهند شد. بینهایت های موجود و مشكل ساز ناشی از نگرش موجود در مكانیك كوانتم به درات است كه ساختمان ذراتی نظیر فوتون و الكترون را قابل بررسی نمی داند. ابرریسمانها نیز قادر به ارائه ی راه اساسی نخواهند بود. زیرا در نظریه ریسمانها، یك ریسمان یك واحد بسیار كوچك انرژی است. اما در این نظریه هم نگرش نوینی به انرژی دیده نمی شود. در حالیكه نظریه سی. پی. اچ. كار را با یك نگرش نوین و انقلابی از خود انرژی آغاز می كند.

هاوكینگ:

راه دیگر

از طرف دیگر اگر ما مكانیك كوانتومی را برای مطالعه اجسام بسیار بزرگ در قلمرویی كه گرانش فرمانروای بی‌چون و چرا است، بكار گیریم، چه خواهد شد؟ به‌دیگر سخن اگر ما آنچه را كه نظریه نسبیت عام در باره گرانش می‌گوید، در پرتو اصل عدم قطعیت بازنگری كنیم، چه اتفاقی خواهد افتاد؟

همانطور كه گفتیم طبق اصل عدم قطعیت (Uncertainty principle) نمی‌توان با دقت مكان و سرعت یك ذره را همزمان اندازه گرفت. آیا این بازنگری موجب تفاوت زیادی خواهد شد؟ در ادامه خواهیم دید كه استفن‌هاوكینگ در این زمینه به چه نتایج شگرفی دست یافته است.

سیاهچاله‌ها سیاه نیستند!

شرایط مرزی ممكن است به این نتیجه منتهی شود كه مرزی وجود ندارد حالا كه از ضد و نقیض‌ها گفتیم، یكی دیگر هم اضافه كنیم:

فضای خالی، خالی نیست

در ادامه خواهیم دید كه چگونه می‌توان به این نتیجه رسید. فعلا همینقدر بدانیم كه اصل عدم قطعیت بدان معنی است كه فضا مملو از ذره و پادذره است!

نظریه نسبیت عام همچنین به مـــا می‌گوید كـــه وجود ماده یـــا انرژی سبب خمیدگی یــا تاب‌خوردن فضا-زمان می‌شود. یك نمونه خمیدگی آشنا می‌شناسیم. خمیدگی باریكه‌های نور ستارگان دور هنگامی كه از نزدیكی اجسام با جرم بزرگ نظیر خورشید می‌گذرند.

این دو موضوع را به‌یاد داشته باشیم:

1- فضای «خالی» از ذرات و پادذرات پر شده است. جمع كل انرژی آن‌ها مقداری عظیم یا مقداری بی‌نهایت از انرژی است.

2- وجود این انرژی باعث خمیدگی فضا-زمان می‌شود.

نظریه سی. پی. اچ. :

به جای آنكه اصل عدم قطعیت را به نسبیت تعمیم دهیم، باید به این نكته ی بسیار مهم توجه كنیم كه همه ی جهان از كوانتوم ها (انرژی، اتم، ذرات زیر اتمی) تشكیل شده اند. بنابراین همان قوانینی را كه بر این ذرات حاكم است می توانیم به تمام جهان تعمیم دهیم. در نظریه سی. پی. اچ. فضا از سی. پی. اچ. انباشته شده است. سی. پی. اچ. ها روی یكدیگر كار انجام می دهند و كوانتوم های انرژی را تولید می كنند. در مكانیك كوانوتم هیچ توضیحی وجود ندارد كه چرا فضا از فضا از ماده و پاد ماده انباشته شده است و تنها اصل عدم قطعیت مجوز آن را صادر كرده است. در حالیكه در نظریه سی. پی. اچ. ضمن توضیح كافی برای آن، دلیل اینكه چرا در فضا ماده وجود دارد یا فضا به تولید ماده و پاد ماده می پردازد ارائه می شود.

همچنین در نسبیت عام با توجه به اصل هم ارزی فضا دارای انحنا است. در حالیكه در نظریه سی. پی. اچ. انحنای فضا كاملاً توجیه شهودی دارد. همین دلایل شهودی و ملموس نشان می دهد كه فضا باایستی دارای انحنا باشد و میزان انحنای فضا نیز تابع چگالی سی. پی. اچ. در فضا است.

هاوكینگ:

نسبیت عام و مكانیك كوانتومی هر دو نظریه‌های فوق‌العاده خوب و از موفق‌ترین دستاوردهای فیزیك در قرن گذشته هستند. از این دو نظریه نه‌تنها برای هدف‌های نظری بلكه برای بسیاری كاربردهای عملی، به‌نحوی درخشان استفاده می‌شود. با وجود این اگر آن‌ها را با هم در نظر بگیریم، نتیجه همانطور كه دیدیم بی‌نهایت‌ها و بی‌معنی بودن است. نظریه همه چیز باید به‌نحوی این بی‌معنا بودن را حل كند.

نظریه سی. پی. اچ. :

نظریه همه چیز با گذشت سالهای متمادی و كار مداوم فیزیكدانان روی آن هنوز نتوانسته این مشكل را حل كند. زیرا همچنانكه گفته شد، بدون توجه به هم ارزی نیرو و انرژی این مشكل قابل حل نخواهد بود.

ویژگیهای برجسته نظریه سی. پی. اچ

در این نظریه بر خلاف نظریه ریسمانها می توان علت ثابت بودن سرعت نور و مسیر منحی شكل نور را در میدانهای گرانشی توضیح داد.

در واقع:

نظریه سی. پی. اچ. هر سه نظریه ی مكانیك كلاسیك، مكانیك كوانتومی و نسبیت را پوشش می دهد.

بسیاری از پدیدهای فیزیكی كه نظرات قدیمی و حتی نظریه ریسمانها قادر به توضیح انها نیستند، در نظریه سی. پی. اچ. بسادگی قابل توضیح دادن است.

منشاء زمان و شرایط پیدایش جهان قابل مشاهده (بینگ بنگ) توضیح داده می شود.

در فیزیك تا به حال همواره از تاثیر نیرو بر اجسام صحبت می شود. نظریه سی. پی. اچ. اولین نظریه ای است كه از تاثیر اجسام بر نیرو سخن می گوید.

نظریه سی. پی. اچ. فیزیك را از حالت یك دانش پیچیده و خشك، به صورت یك دانش ساده و شهودی در آورده است.

از زمان مطرح شدن نظریه ریسمانها به دلیل آنكه توان توضیح پدیده ها را با همان ده بعدی كه در آغاز بیان كرده بود نداشت، دائم بر تعداد ابعاد آن افزوده می شود و امروزه تلاش می شود با بیست و شش بعد به توضیح جهان بپردازد. در حالیكه نظریه سی. پی. اچ. نیازی ندارد ابعاد اضافی را بكار گیرد.

در ساختار كلان حهان همان قانونی حاكم است كه در كوچكترین واحدهای كمیت های طبیعت حاكم است. یعنی قوانین جهان میكروسكپی را می توان به جهان ماكروسكپی تعمیم داد و این كاری است كه نظریه سی. پی. اچ. انجام داده است.

امید است نظریه ی سی. پی. اچ. بتواند در گسترش بحثهای علمی در دانشگاه های كشور موثر واقع شود. گسترش بحث و تبادل نظر در زمینه های علمی می تواند در نهادینه شدن گفتمان منطقی در جامعه مفید باشد. به متن سخنرانی در سمینار فیزیك مراجعه فرمایید.

نمونه های اولیة رایانه های كوانتومی كه از ذرات اتمی و زیر اتمی برای انجام محاسبات خود استفاده می كنند، عجایب آزمایشگاهی هستند و با شلیك طیف خاصی از لیزر به درون كریستالهای خاص، به آزمایش مایع درون دستگاه تولید MRI پزشكی می پردازند.

رایانه های كوانتومی می توانند در حل مسائل بزرگی مانند شكستن كدهای رمزی به صورت اعجاب انگیزی سریع باشند. امــا این نوع رایانه ها عمدتا در حد تئـوری باقی مانده اند. به همین دلیل پژوهشگران روش های مختلفی را آزمایش می كنند تا ببینند كه آیا امكان ساخت آنها هست یا خیر.

پژوهشگران دانشگاه استانفورد و دانشگاه كیو(Kieo )در ژاپن، در تلاش برای ساخت وسایل كوانتومی كاملاً مشابه با رایانه های معمولی و كلاسیك هستند. این تیم با هدف ساختن رایانه های كوانتومی، به طور كامل از مواد متعارف مورد استفاده در رایانه ها- سیلیكون- استفاده می كنند.

تادیوس لاد، یكی از پژوهشگران دانشگاه استانفورد گفت:"" طراحیهــای مبتنی بر سیلیكون بســــیار شگفت انگیزند، زیرا همة مهندسین در طی بیش از 40 سال گذشته، فناوری سیلیكون را دنبال كرده اند.،،

رایانه های كوانتومی برای نشان دادن بیت های اطلاعاتی، ذرات اتمی یا زیر اتمی كیوبیتها را به كار می برند. هستة هر اتم می نواند همانند یك آهنربای كوچك عمل كند، و بسته به اینكه میدان مغناطیسی در چه جهتی قرار گیرد، صفر یا یك را نشان می دهد. رایانه های موجود، از وجود یا عدم وجود جریان الكـتـریـكـی حـاصـل از تـرانزیــستــورهـا برای نشان دادن یك ها و صفرهای اطلاعات دیجیتالی استفاده می كنند. هنگامی كه یك اتم از محیطش جدا می شود، هسته در حالت كوانتومی غیر طبیعی ابر موقعیت ((Super Position قرار می گیرد. بــدین مـعنـی كـــه در آمیزه ای از تمام شرایط ممكن قرار می گیرد. یك كیوبیت در حالت ابــر موقـعـیـت مخلوطی از 1 و 0 است، و رشته ای از كیوبیت ها در حالت ابر موقعیت می تواند هر تركیبی از یك ها و صفرها را به طور همزمان نشان دهد.

قدرت یك رایانه كوانتومی ناشی از توانایی آن برای كنترل و ارائة همزمان تركیبات عددی مختلف جهت دستیابی بـه كـدهای رمــز است. در صورتی كه رایانـه های فـعلـی در هر زمان فقط یك پاسخ را كنترل می كنند. لذا یك رایانه كوانتومی كار بسیاری از رایانه ها را انجام می دهد.

پـــژوهشگــران در بــزرگتـرین نــمــونــه رایـانـه كـوانـتــومی كـه تا كنون ساخته شده، از فناوری رزونانس مغناطیس هسته ای ( NMR ) مایع برای دستكاری هفت كیوبیت استفاده كردند. NMR كه دارای فناوری ورای دستگاه های تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI ) است از میدان های مغناطیسی و امواج رادیویی برای تغییر و اندازه گیری هسته های اتمی در مولكول های تشكیل دهندة مایع استفاده می كند. با این وجود، پژوهشگران عموماً معـتقدند كـه رایـانــه های كوانتومی NMR مایع نمی توانند بزرگتر از 10 كیوبیت ساخته شوند، زیرا قدرت سیگنال های رادیویی حاصل از كیوبیت ها در مـقـایـسـه بـا سیگنـال ناخواستة هر كیوبیت اضافی، به صورت تصاعدی كاهش می یابد. یك رایانــه كـوانــتـومـی بــرای استفاده از تـوانایی های عظیم خود باید شامل هزاران یا میلیون ها كیوبیت باشد. رایانه های كلاسیك امروزی شامل میلیون ها ترانزیستور هستند.

طرح پژوهشگران دانشگاه های استانفورد و كیو از فناوری NMR نیز استفاده می كند، اما به شكل جامد. طرح آنها به این صورت است كه به جای اتم های سیلیكون از ایزوتوپ سیلیكون 29 استفاده كنند، زیرا در سیلیكون 29 هسته ها همانند آهنربا عمل می كنند در حالی كــه سیلیكون مـعمـولی چنیـــن نیست. هسته های ایزوتوپ سیلیكون 29 مشكل سیگنال های ناخواسته را كاهش می دهد. چالش دیگری كه در ساخت رایانه های كوانتومی وجود دارد، حفاظت كیوبیت ها از شرایط شكننده است. انرژی محیط اطراف می تواند كیوبیت ها را نابسامان كند و باعث تفرق(Decoherence) آنها شود. لاد گفت كه تفرق شبـیــه حالتی است كـــه یـك رأس در حال گردش ( Spinning Top) از بین رفته یا آسیب می بیند. كیوبیتی كه به مدت طولانی تری منسجم باقی بماند، باعث می شود كه رایانه كوانتومی عملیات بیشتری را انجام دهد. طرح سیلیكون جایگزین شده، مسأله عدم انسجام و تفرق و همچنین محافظت از هسته های مغناطیسی را مـورد توجه قرار می دهد و باعث پایدار شدن شرایط كوانتومی می شود.

طرح این پــژوهشگــران نیازمند بــه كارگیــری رشته ای از هسته های سیلیكون 29 برای تشكیل یك كیوبیت است. لاد می گوید: "" اگر ویفرهای سیلیكونی موجود شكسته شوند ساختار كریستالی لبه ها، پله هایی را تشكیل می دهد و اتم های سیلیكون 29 بر روی این لبــه ها نشستــه و بـه گـوشــه هـای این پله ها حركت می كنند و زنجیره هایی را ایجاد می كند. اندازه گیری جهت مغناطیسی زنجیره های حاوی فقط چند صد هستــة اتمی در مقایسه با گروههایی شامل میلیاردها هستة اتمی در مولكولهای مایع كار مشكلی است، بطوریكه چنین خاصیت مغناطیسی تا كنون اندازه گیری نشده است.،،

این پژوهشگران برای اندازه گیری و كنترل این زنجیره های كیوبیتی، آنها را در میدان های مغناطیسی با قدرتهای مختلف قرار می دهند و هر زنجیر به فركانس رادیویی متفاوتی پاسخ می دهد. یعنی اصولاً هر كیوبیت، كانال رادیویی مخصوص به خود دارد. لذا با تنظیم فـركانس امــواج رادیـویی با یك آنتن می تـوان آن را برای هر هسته تنظیم كرد. این سیگنال های فركانس رادیویی می توانند هسته ها را به هر طریق كه ما بخواهیم بچرخانند.

این رایانه های كوانتومی عملیات های منطقی را از طریق مراحل پیچیدة چرخش انجام می دهند. این طرح، او لین طــرح پـیـشنهـاد شده برای ساخت رایانه های كوانتومی از سیلیكون نیست. بروس كان، پژوهشگر دانشگاه مریلند، طرحی را برای ساخت كیوبیت ها از اتم های فسفر كه در فواصل معینی از یك تراشه سیلیكونی گنجانده شده اند ابداع كرده است. لاد گفت، كیوبیت های این طرح از نظر تفرق مشكل كمتری دارند و احتمالاً حتی برای خواندن اطلاعات نیز از همة روش های سیلیكونی كه پژوهشگران به كار می برند مناسبتر باشند.

بنا بر اظهار نظر لاد، در دراز مدت ممكن است كه طرح كا ن دارای آیندة بهتری باشد، زیرا این احتمال بیشتر وجود دارد كه برای ساخت رایانه های كوانتومی قابل استفاده، نیاز به تولید دستگاه هایی شود كه دارای هزاران یا میلیون ها كیوبیت هستند. تفاوت عمده در آن است كه رایانه های ما در مدت كوتاه تری قابل حصول و واقع بینانه تر هستند، در حالی كه رایانه های كان از دسترس دورتر و بنابراین غیر متحمل تر هستند.

بنا به اظهارات لاد، طرح پژوهشگران دانشگاه های استانفورد و كیو جالب توجه است و شاید عملی ساختن آن از انواع دیگر رایانه های كوانتوم سیلیكونی آسان تر باشد. اما استفاده از تعداد زیادی كیوبیت در آن مقدور نیست.

ایلی یابلونویچ، استاد مهندسی الكترونیك دانشگاه كالیفرنیا، لوس آنجلس می گوید: كه كار این پژوهشگران ممكن است برخی از مسائل رایانه های مــوجـود را حـل كند. وی گفت كه به كارگیری رشتــه هایی از هسته های سیلیكونی ممكن است نسبت به استفاده از مایعات، دارای برتری های زیادی باشد.

با وجـود این، سـرعـت ایـن فـنـاوری كـمـتر از یك كیلو هرتز در ساعت باقی می ماند. مـیـدان هـای مـغـنـاطیــسـی بـاعـث رزونـانس هسته های اتـمی در فــركــانس هـای نسبتاً پایـیـن و كـاهش ســرعت انـــجـام فرامــین می شوند. سیگنال های رادیــویـی كــه بـرای كنـتـرل كیوبیت ها به كار برده شده اند باید با فركانس رزونانس پایین آنها هماهنگ شوند.

بــه همین خاطر، دیگر تیم های پژوهشی به جای كار با هسته های اتمی در حال كار با الكـتـرون هـا هستند. یابلونویچ می گوید: این نوع از رایانه های كوانتومی سیلیكونی بسیاری از مـزایای رایانــه های نوع دیگر را داشته و عـلاوه بـر آن دارای سرعت یك گیگاهرتز در ساعت هستند. الكترون ها نیز همانند هسته ها مانند آهنرباهای كوچكی عمل می كنند اما آنها را می توان با پالس های فوق سریع نور لیزر دستكاری كرد. مانعی كــه بـرای بـه كارگیری الكترون ها وجود دارد این است كه شرایط كوانتومی آنها در مقایسه با شرایط كوانتومی دوام كمتری دارد.

لاد می گوید: كـــه تخمین این كــه توسعـة كامل رایانه های كـوانــتــومی تــا چـه مدت زمـانــی به طــول خـواهد انـجـامـیـد مشكل است اما با یك حساب سرانگشتی، این امر احتمالاً در طی 20 سال آینده میسر خواهد شد.

نوشته : آقای دكتر نادر ریاحی عالم، عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشكی تهران, گروه فیزیك پزشكی