يتطلب فهم النقل الآني الكمي أساسًا جيدًا للجبر الخطي ذي الأبعاد المحدودة، ومساحات هيلبرت ومصفوفات الإسقاط ؛ حيث يوصف الكيوبت باستخدام فضاء متجه معقد ثنائي الأبعاد يسمى بفضاء هيلبرت، والذي يعتبر الأساس الأساسي للمعالجات الرسمية، وتعتبر المعرفة العملية بميكانيكا الكم ليست مطلوبة تمامًا لفهم رياضيات النقل الآني الكمي وعلى الرغم من أنه بدون مثل هذا التعارف، قد يظل المعنى الأعمق للمعادلات غامضًا تمامًا.
ما المقصود بالنقل الآني الكمي
النقل الآني الكمي هو ابتكار للقيام بعملية نقل المعلومات الكمومية من مرسل في إلى مستقبل من مسافة معينة، وفي نفس الوقت الذي يتم فيه تصوير النقل الآني بشكل معروف ومعتاد في الخيال العلمي كطريقة لنقل الأشياء المادية من مكان إلى آخر فإن النقل الآني الكمي ينقل المعلومات الكمية لا أكثر.
لا يتوجب على المرسل معرفة الحالة الكمية المخصصة التي يتم نقلها، علاوة على ذلك يمكن أن يكون موقع المستلم ليس معروف، ولكن حتى تتم عملية النقل الآني الكمي، يجب إرسال المعلومات الكلاسيكية من المرسل إلى المستقبل، ولأهمية إرسال المعلومات الكلاسيكية لا يمكن أن يحدث النقل الآني الكمي بمقدار أسرع من سرعة الضوء.
1- هل النقل الكمي ممكن
في حين أن النقل الكمي البشري موجود الآن فقط في الخيال العلمي، فإن النقل الكمي ممكن الآن في العالم دون الذري لميكانيكا الكم، وإن لم يكن هناك بطريقة يتم وضعها على شاشات التلفاز بعد تصويرها، ففي عالم الكم، يقتصر النقل الكمي على نقل المعلومات، بدلياً عن نقل المادة.
2- أهمية النقل الكمي
النقل الكمي هو عملية تبادل المعلومات الكمومية مثل الفوتونات والذرات والإلكترونات والدوائر فائقة التوصيل بين طرفين، وتشير الأبحاث إلى أن النقل الآني يجعل مراكز QCs تقوم بالعمل بالتوازي واستخدام مقدار من الكهرباء أقل مما يجعل استهلاك الطاقة قليل حتى 100 إلى 1000 مرة.
3- من اكتشف النقل الآني الكمي
تم تحقيقه تجريبياً في عام 1997 من قبل مجموعتين بحثيتين، بقيادة (Sandu Popescu و Anton Zeilinger)، على التوالي.
4- ماذا يحدث في النقل الآني الكمي
هو بروتوكول معلومات كمي يمكن من خلاله نقل الحالة الكمية غير المعروفة لجسيم واحد إلى جسيم بعيد آخر، باستخدام زوج من الجسيمات المتشابكة، والقياس الإسقاطي، وتبادل بتتين من المعلومات الكلاسيكية.
5- كيف يتم تحقيق النقل الكمي
يتحقق النقل الكمي للكيوبت باستخدام التشابك الكمي، حيث يرتبط جسيمان أو أكثر ببعضهما البعض ارتباطًا وثيقًا، ففي حالة مشاركة زوج متشابك من الجسيمات بين موقعين منفصلين، بغض النظر عن المسافة بينهما، يتم نقل المعلومات المشفرة آنيًا.
6- ما هي خصائص النقل الكمي
النقل الكمي سيمكن من نقل المعلومات الكمومية في شكل حالات كمومية من مكان إلى آخر، وبالتالي تكوين شبكة كمومية، حيث تتمثل إحدى ميزات الشبكة الكمية في أنه يمكن نقل المعلومات بخصوصية مطلقة، ولا يمكن التنصت على الرسائل وقراءتها.
7- ما مدى سرعة النقل الآني الكمي
حوالي 3 تريليون متر في الثانية؛ حيث أن الفريق عاد وقال إن التشابك الكمي ينقل المعلومات بحوالي 3 تريليون متر في الثانية – أو أربع مرات أسرع من الضوء.
8- هل يخالف النقل الآني قوانين الفيزياء
هناك طرق نظرية مختلفة لنقل شيء ما عبر الفضاء؛ لكن إحدى طرق النقل الآني التي لا تكسر أي قوانين فيزيائية هي التخاطر الكمي.
9- لماذا يكون النقل عن بعد مستحيل
في الواقع، لا يمكن تمرير جزيئات المادة عبر معظم المواد لأنها تتفاعل بشدة مع الذرات بداخلها، هذا يصل إلى المشكلة الرئيسية في أي نوع من النقل الكمي: حيث أن المادة التي تتكون منها أجساد البشر تخضع للقواعد التي لا تساعد على التعجيل عبر الفضاء المفتوح وعبر الحواجز.
10- ما هو ضعف النقل الكمي
نقاط الضعف؛ قد تحافظ النقل الكمي التي تسقط أو تم إلقاؤها على الزخم بعد انتقالها عن بعد؛ فقد يختلف مقدار الوقت الذي يستغرقه النقل الفضائي اعتمادًا على المستخدم، حيث أن بعض الناقلات الآنية غير قادرة على الانتقال الآني إلى المواقع المشغولة بالفعل بالمادة.
11- ما هي قوة النقل الكمي
يمكن للمستخدمين النقل الفضائي الانتقال على الفور من موقع إلى آخر دون شغل المساحة بينهما فعليًا أو نقل المادة (الكائنات / الأشياء ، بما في ذلك أنفسهم) أو الطاقة من نقطة إلى أخرى دون عبور المسافة المادية بينهما.
12- هل يمكن الانتقال عن بعد في الوقت المناسب
النقل الآني هو نقل كائن من مكان إلى آخر، فعلى سبيل المثال، يتم نقل شيء من غرفة إلى أخرى، ويحدث هذا في غضون ثوان قليلة ولا علاقة له على الإطلاق بالسفر عبر الزمن، حيث لا يمكنك الانتقال الآني إلى وقت مختلف.
13- لماذا السفر عبر الزمن غير ممكن
أبسط إجابة هي أن السفر عبر الزمن لا يمكن أن يكون ممكنًا لأنه إذا كان الأمر كذلك، سيتم القيام به بالفعل. حيث يمكن للمرء أن يجادل في أنه محظور بموجب قوانين الفيزياء، مثل القانون الثاني للديناميكا الحرارية أو النسبية؛ وهناك أيضًا تحديات تقنية: قد يكون ذلك ممكنًا ولكنه قد ينطوي على كميات هائلة من الطاقة.
14- أيهما أسرع سرعة فائقة أم النقل الآني الكمي
بالتأكيد فائقة السرعة؛ حيث يمكن للسرعة الفائقة أن تفعل كل ما يمكن أن تفعله عمليات النقل عن بعد وأكثر من ذلك، فلا يمكن إنشاء سراب وأوهام مع النقل الآني، ولا يمكنك إنشاء الأعاصير والفراغات مع النقل الآني.
15- هل يمكن نقل الكهرباء بواسطة النقل الآني
تم اختراع النقل الآني للجسيمات المعزولة منذ عشر سنوات؛ وتم عرضه للفوتونات في الفضاء الحر فلقد وجد طريقة لنقل الشحنات الكهربائية في الحالة الصلبة، ويمكن استخدام هذا الاكتشاف لنقل بتات ميكانيكا الكم (كيوبت) في الكمبيوتر الكمومي.
16- كم من الوقت حتى يتمكن البشر من الانتقال الفوري
فإن النقل الآني لأحد البشر يتطلب استنزاف مصدر الطاقة البريطاني بأكمله لأكثر من مليون سنة، حيث يستغرق نقله حوالي 4.8 مليون سنة أو حوالي 350 ألف مرة أطول مما كان موجودًا في الكون.
17- كم يبعد النقل عن بعد
تم عمل النقل الآني الكمي بدقة 90٪ على مسافة 44 كم، حيث يعمل العلماء من جعل الإنترنت الكمي ذو سرعة كبيرة وآمنا أيضا؛ فلقد أصبحوا الآن قادرين على “النقل الآني” للمعلومات الكمومية بدقة عالية على مسافة إجمالية تبلغ 44 كيلومترًا (27 ميلاً).
تم إجراء بعض التجارب للانتقال الآني الكمي في محتوى المعلومات، بما في ذلك الفوتونات والذرات والإلكترونات والدوائر فائقة التوصيل، حيث تعتبر المسافة التي تبلغ 1400 كيلومتر (870 ميل) هي أطول مسافة للانتقال الآني الناجح من قبل المجموعة لـ Jian-Wei Pan باستخدام القمر الصناعي Micius للكم الفضائي.
