ما المقصود بالتماسك الكمي

اقرأ في هذا المقال


يعد التماسك الكمي والتشابك الكمومي سمتين بارزتين في فيزياء الكم، وقد أثبت الفيزيائيون الآن أن الظاهرتين مكافئتان عمليًا؛ أي مكافئتان لجميع الأغراض العملية على الرغم من أنهما لا يزالان مختلفين من الناحية المفاهيمية، وتسمح هذه النتيجة للعلماء الفيزيائيين بتطبيق عقود من البحث حول التشابك في مفهوم التماسك الأكثر جوهرية ولكن أقل بحثًا جيدًا؛ مما يوفر إمكانية تطوير مجموعة واسعة من تقنيات الكم.

ما المقصود بالتماسك الكمي

يتعامل التماسك الكمي مع فكرة أن جميع الكائنات لها خصائص تشبه الموجة، فإذا تم تقسيم الطبيعة الشبيهة بالموجة لجسم ما إلى قسمين؛ فقد تتداخل الموجتان بشكل متماسك مع بعضهما البعض بطريقة تشكل حالة واحدة هي تراكب للحالتين.

عندما تختبر مثل هذه الحالة فك الترابط فإنه يتم تمثيل مفهوم التراكب هذا بشكل مشهور بواسطة قط شرودنجر، وهو حي وميت في نفس الوقت عندما يكون في حالته المتماسكة داخل صندوق مغلق، حيث يكمن التماسك أيضًا في قلب الحوسبة الكمومية، حيث يكون الكيوبت في تراكب للحالتين 0 و 1، مما يؤدي إلى تسريع الخوارزميات الكلاسيكية المختلفة.

1- كيف يتم تحويل التشابك الكمي والتماسك الكمي

توصل الفيزيائيون إلى هذه النتيجة من خلال إظهار أنه بشكل عام يمكن تحويل أي قدر غير معدوم من التماسك في نظام ما إلى قدر مساوٍ من التشابك بين هذا النظام ونظام آخر غير متماسك في البداية، وهذا الاكتشاف للتحول بين التماسك والتشابك له عدة آثار مهمة.

2- أهمية تحويل كل من التشابك الكمي والتماسك الكمي إلى أحدهما الآخر

هذا يعني أنه يمكن قياس التماسك الكمي من خلال التشابك؛ وبالتالي، يمكن الآن تطبيق كل المعرفة الشاملة التي حصل عليها الباحثون حول التشابك بشكل مباشر على التماسك والذي لم يتم بحثه جيدًا بشكل عام خارج مجال البصريات الكمومية، على سبيل المثال سمحت المعرفة الجديدة بالفعل للفيزيائيين بتسوية سؤال مفتوح مهم يتعلق بالمقياس الهندسي للتماسك.

تكمن أهمية عملنا في حقيقة إثبات العلاقة الوثيقة بين التشابك والتماسك ليس فقط من الناحية النوعية ولكن على المستوى الكمي؛ كما قال المؤلف المشارك أليكس ستريلتسوف، بتعبير أدق نظهر أن أي مقياس كمي للتشابك يؤدي إلى محدِّد كمي للتماسك، حيث سمح هذا المفهوم بإثبات أن المقياس الهندسي للتماسك هو مقياس كمي صحيح للتماسك، وبالتالي الإجابة على سؤال ترك مفتوحًا في العديد من الأعمال السابقة.

3- ما المقصود بالتماسك الكمي البصريات

يصف التماسك التشابه الإحصائي للمجال في المجال الكهرومغناطيسي، وحزمة الموجة الكمومية عند نقطتين في المكان أو الزمان.

4- ما أهمية التماسك الكمي في فيزياء الكم

يلعب التماسك الكمي الناتج عن التراكب الكمي دورًا رئيسيًا في ميكانيكا الكم؛ حيث يعد التماسك الكمي شرطًا ضروريًا شائعًا لكل من التشابك وأنواع أخرى من الارتباطات الكمية وهو أيضًا مورد مادي مهم في الحساب الكمي ومعالجة المعلومات الكمية.

5- هل التماسك الكمي حقيقي

يعد التماسك الكمي والتشابك الكمومي سمتين بارزتين في فيزياء الكم، وقد أثبت الفيزيائيون الآن أن الظاهرتين متكافئتان عمليًا؛ أي مكافئتان لجميع الأغراض العملية على الرغم من أنهما لا يزالان مختلفين من الناحية المفاهيمية.

6- ما هو الفرق بين التماسك والتشابك

إن التماسك هو خاصية لنظام كمي واحد بينما التشابك هو خاصية لأنظمة متعددة فرعية.

7- ماذا يحدث عندما تكون الموجات متماسكة كميا

تكون الموجتان متماسكتين عندما يكون لهما طور نسبي ثابت أو عندما يكون لهما فرق طور صفري أو ثابت ونفس التردد؛ حيث أن التماسك هو أيضًا الخاصية التي تمكن الموجات من أن يكون لها تداخل ثابت، وإلى جانب ذلك يُقاس مقدار التماسك عادةً برؤية التداخل.

8- ما هو الطول الموجي للتماسك الكمي

تقاس أشعة الليزر بكمية تسمى طول التماسك؛ فإذا كان مركز نطاق الأطوال الموجية المنبعثة هو ونطاق الأطوال الموجية المنبعثة هو Δλ، فإن طول التماسك هذا يساوي λ2 / 2Δλ، وتتراوح أطوال الاتساق النموذجية من ملليمترات إلى أمتار.

9- ماذا يعني التماسك في الليزر

يقال إن الضوء المنبعث من الليزر متماسك، مما يعني أن الأطوال الموجية لضوء الليزر في طور في المكان والزمان.

10- ما علاقة التماسك والتشابك الكمي في جسم الإنسان

العقل الكمي أو الوعي الكمي عبارة عن مجموعة من الفرضيات التي تقترح أن الميكانيكا الكلاسيكية وحدها لا تستطيع تفسير الوعي، وتفترض بدلاً من ذلك أن الظواهر الميكانيكية الكمية، مثل التشابك والتراكب، وقد تلعب دورًا مهمًا في وظيفة الدماغ.

تشير الدراسة إلى أن العمليات الكمية هي جزء من وظائف الدماغ الإدراكية والواعية؛ حيث يعتقد علماء من كلية ترينيتي في دبلن أن أدمغتنا يمكنها استعمال الحساب الكمي بعد تكييف فكرة تم تحديثها لإثبات وجود الجاذبية الكمية لاستكشاف الدماغ البشري وطرق عمله.

التماسك الكمي في الأنظمة الحية

السلوك البلوري السائل

رقصة الكلوروفيل السحرية في حالة بلورية سائلة ليست الدليل الوحيد على حدوث التماسك الكمي في الأنظمة الحية، حيث تشير التجارب إلى أن أنسجة جميع الكائنات الحية توجد بشكل متكرر في حالات متماسكة ، وربما حتى في معظم الأوقات.

في دراسة أجريت عام 1998، اندهشت عالمة الجينات وعالمة الأحياء الكمومية ماي وان هو وفريقها للعثور على مجالات بلورية سائلة في كل مكان تقريبًا في الأنسجة الحية، حيث تم تأكيد آخر للحالات المستمرة للتماسك الكمي في الجسم المادي يستند إلى اكتشاف عشرينيات القرن الماضي بأن أجسامنا تبعث فوتونات ضعيفة جدًا تسمى الفوتونات الحيوية، ففي السبعينيات، قام فريتز-ألبرت بوب بقياس انبعاث الفوتون الحيوي من الأجسام البشرية على نطاق واسع.

توقع فريق (Popp) استنادًا إلى النموذج الكيميائي الحيوي التقليدي؛ حيث أن كل انبعاث من الفوتون الحيوي سينبعث في أوقات عشوائية وبترددات عشوائية، وبدلاً من ذلك، وجدوا أن جميع انبعاثات الفوتون الحيوي تقريبًا تنبعث في الطور نفس التوقيت ونفس التردد.

وتشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أنه مثلما يتم محاذاة جزيئات الكلوروفيل ومزامنتها أثناء عملية التمثيل الضوئي، فإن معظم الأنسجة في جسم الإنسان موجودة إلى أجل غير مسمى في حالات متماسكة كمومية؛ إذ أنه بشكل ملحوظ تم اكتشاف أن الحمض النووي أيضًا يتصرف كبلور سائل.

ما هو التماسك في الألياف الضوئية

في أبسط صوره، فإن الإرسال البصري المتماسك هو تقنية تستخدم تعديل اتساع الضوء وطوره؛ بالإضافة إلى الإرسال عبر استقطابين، لتمكين نقل المزيد من المعلومات بشكل كبير عبر كبل الألياف الضوئية.

تنص نظرية التماسك للحقيقة على أن حقيقة أي اقتراح حقيقي يتألف من تماسكه مع مجموعة محددة من الافتراضات؛ وتختلف نظرية التماسك عن منافستها الرئيسية نظرية التوافق للحقيقة من ناحيتين أساسيتين.

المصدر: Manipulating Quantum Coherence in Solid State Systems، Michael E. Flatté‏، Ionel Tifrea‏Quantum Coherence - Proceedings Of The International Conference On، Jeeva AnandanQuantum Coherence, Correlation and Control in Finite Quantum Systems، Hui YanThe Quantum Matrix: Henry Bar's Perilous Struggle for Quantum Coherence، Gershon Kurizki‏، Goren Gordon‏


شارك المقالة: