क्वांटम ‘जन्मचिह्न’ बता सकते हैं कि अलग-थलग प्रणालियां कैसे याद रखती हैं

क्वांटम प्रणालियां अपनी शुरुआत का टिकाऊ रिकॉर्ड बनाए रख सकती हैं। Harvard University और सहयोगी संस्थानों के वैज्ञानिकों की टीम ने “quantum birthmarks” शब्द उन सांख्यिकीय पैटर्न के लिए प्रस्तावित किया है, जो अलग-थलग प्रणाली की प्रारंभिक अवस्था और शुरुआती विकास के संकेत लंबे समय तक सुरक्षित रखते हैं।

Physical Review X में प्रकाशित कार्य classical physics की ergodicity संबंधी अपेक्षा को चुनौती देता है। शोधकर्ताओं के अनुसार अलग-थलग quantum systems की बाद की probability distributions में उनके अतीत के संकेत बने रह सकते हैं।

जब प्रणाली पूरी तरह नहीं भूलती

Classical व्यवस्था में जटिल वातावरण में चलती वस्तु अपनी शुरुआती गति की छाप धीरे-धीरे खो सकती है। लेकिन quantum evolution coherence द्वारा नियंत्रित होती है, जिसमें संभावनाओं के phases एक-दूसरे में interference करते हैं।

टीम को ऐसे statistical traces के प्रमाण मिले जो केवल तैयारी के तुरंत बाद की क्षणिक प्रतिध्वनि नहीं हैं। लंबे समय बाद भी किसी कण को पाने की probability पूरे स्थान में समान नहीं होती, बल्कि प्रारंभिक अवस्था और शुरुआती गति से जुड़े पैटर्न रख सकती है।

Quantum scars से आगे

अध्ययन quantum chaos से जुड़े लंबे समय से चले आ रहे प्रश्न से विकसित हुआ। quantum scar एक ऐसा उदाहरण है जिसमें किसी quantum eigenstate में अस्थिर classical orbit से जुड़ी संरचना दिखाई देती है। शोधकर्ताओं का निष्कर्ष है कि स्थायी memory इससे अधिक सामान्य हो सकती है।

Quantum memory का ढांचा

टीम ने यह समझाने के लिए सैद्धांतिक ढांचा बनाया कि ये संकेत कैसे उत्पन्न होते हैं और उनका परीक्षण कैसे किया जा सकता है। उदाहरणों में stadium-shaped enclosure शामिल है, जहां probability pattern पूरे घेरे में समान होने के बजाय कण की पिछली अवस्था से जुड़ी संरचना रख सकता है।

इसका अर्थ यह नहीं कि हर quantum system अपने अतीत की सरल तस्वीर बचाएगा। दावा यह है कि isolated quantum evolution में दीर्घकालिक statistics ऐसे संकेत रख सकती हैं जो classical ergodic प्रणाली में मिट जाने चाहिए।

यह खोज महत्वपूर्ण क्यों है

यह परिणाम मुख्यतः सैद्धांतिक है, लेकिन controllable quantum platforms पर प्रयोगों के लिए नई शब्दावली और प्रश्न देता है। इससे thermalization, scrambling और quantum chaos के अध्ययन में सहायता मिल सकती है।

अगले प्रश्न

अब यह निर्धारित करना आवश्यक है कि quantum birthmarks सबसे मजबूत कहां होते हैं, कितने टिकाऊ हैं और उन्हें कितनी आसानी से मापा जा सकता है। शोधकर्ताओं को quantum memory को finite-size effects, imperfect isolation और अन्य कारणों से अलग करना होगा।

This article is based on reporting by Phys.org. Read the original article.