مقاله در مورد فیزیک کوانتمی برای رشته فیزیک

[!MAHSA!]

ايده هاي عجيب و غريب مي‌‌تواند منشأ كاملاًمعمولي داشته باشد.ايده كنوني زادگاهي به نام تگزاز دارد.در سال 1981 ويلر پدر روزنه سياه و فيزيك نظري از دانشگاه تگزاز در آستين جلسه‌اي تشكيل داد.همه‌ي مهمان ها فيزيك‌دانهايي جوان با علاقه‌هاي مشترك دربنيان محاسبات بودند،همان موضوعي كه ويلر به آن اعتقاد داشت،و در آن سال اهميت افزونتري يافت .در اين جلسه بود كه بحث و مكالمه با چالز بنت ،يك فيزيك دان abm ،جرقه‌اي را در ذهن يكي از محققان دانشگاه آكسفورد به نام ديويد دسچ ايجاد كرد.او بر اين عقيده بود كه نظريه محاسبات (كامپيوتر) بر روي قانونهاي نيوتن بنا نهاده شده است،نه بر اساس توصيفات اساسي دنيا كه بوسيله تئوري كوانتوم حمايت مي‌شوند.
در هر صورت،صنعت كامپيوتر براي تحريك بيش از اندازه ريز تراشه‌ها شروع به كار كرده بود. اين صنعت محاسبات بسيار گسترده‌اي را در هر ثانيه ممكن ساخته بود.اگر چه گرماي توليد شده باعث باقي ماندن ابدي سيلسيوم مي‌شد ،براي رفع اين مشكل دانشمندان تئوري مذكور رادر سال 1930 با پيشگامي ‍“آلان ترنينك” ارائه كردند .اما در جلسه ويلر ،داچ عقيده داشت “خيلي زودتر از حد انتظار ما خواهيم ديد كه با استفاده از قانونها ‹ماشين كوانتوم› ما به جوابهاي متفاوتي خواهيم رسيد. داچ كار خود را ابتدا به صورت كتبي بر روي كاغذ شروع كرد كه حالا ما نتايج آن را به صورت ملاحظاتي كلاسيك در اين زمينه مشاهده مي‌كنيم .اين نتايج در سال 1985 منتشر شدند.نتايج نشان مي دهد چطور كامپيوتر ها از قانون عجيب نيرو برد كوانتوم استفاده مي‌كنند وچرا چنين كامپيوتر هايي اساساًبا كامپيوتر هاي معمولي تفاوت دارند.
15سال بعد انقلابي را كه داچ شروع كرد به تناسبي جهاني رسيد.چنين كامپيوتر هايي براي مدت طولاني به عنوان وسيله‌اي مرموز وجادويي باقي ماندند اما به صنعت آينده كامپيوتر قدرتي عجيب بخشيدند وبعد از آن بحث جابجايي و تغير مكان آن‌ها پيش آمد مشروط به آنكه به آن حد انتظار مي‌رسند يا نه؟هيجان انگيز بودن اين مسئله به قدرتش وامدار ومقروض نخواهد بود.هر چند كه بدون شك مدلهاي امروزي اين نمونه قدرت بسيار بالاتري دارند.
نقطه برتري چنين كامپيوتر هايي ،حل مسائل و انجام محاسباتي است كه اساساً بوسيله كامپيوتر هاي قراردادي اصلاً قابل انجام نيستند.اين همان پتانسيل و نيروي بالقوه‌اي است كه باعث مي‌شود برنامه تجارت كامپيوتر وبزرگترين برقراري ارتباطهاي راه دور جهاني رونق فراواني بيابد.اين كمپاني ها شامل abm ،هولت پاكارد ،لوسنت تكنولوژي ،at،t،ماكروسافت.حتي پايگاهي در شهر نيويورك بنا شده است كه «مجيك تكنولوژي » ناميده مي‌شود.و اميد وار است با مجهز شدن در اين زمينه به پول زيادي برسد.به وسيله يكي از قدرتمندترين نيروهايي كه از گسترش و توسعه كامپيوتر هاي كوانتوم ساطع شده است،آنها به راحتي كدهاي سري تأثير ناپذير و غير قابل نفوذ را خواهند شكست. آهنگ و زنگ خطر اين مسئله در سال1994 به صدا در آمد .وقتي پيتر شورت در نيو جرسي نشان داد كه كامپيوتر هاي كوانتوم نسبت به نوع معموليشان در كارخانه هاي متعدد بسيار سريترند و فاصله‌ي بسياري با آنها دارند.
پيدا كردن كارخانه ها با آن تعداد بالابسيار سخت خواهد بود.چرا كه سازنده هاي كد به عيب و حساسيت اطلاعات محصولاتشان اعتماد داشتند.با گسترش كامپيوتر هاي كوانتوم، چنين كد هايي كاملا متروك وبي استفاده خواهند شد. به محض اينكه اولين سايز كامپيوتر هاي كوانتوم وارد بازار شد،دولت و ارتش ملزم شدند تا بسياري از كد گذاري‌هاي نا مناسب خود را واگذار كنند.
مطمئناً كارشناسان توانايي خواهند داشت كه همان كارههايي را انجام دهند كه كوانتوم ها انجام مي‌دهند.پس آزمايش هاي ملي مختلفي شروع به برنامه ريزي هاي اساسي كردند .مخصوصاً موسسه‌ي استاندارد ها وتكنولوژي در بولدر ،لوس‌آلاموس،آزمايشگاه ملي در نيومكزيكو، كينگ‌دام،سنجش دفاعيكوانتومژانس تحقيقاتي در مالورن.
دانشمندان سعي مي‌كنند اطلاعاتي را در مورد كوانتوم‌ها و چگونگي كنترل آنها كسب كنند. كامپيوتر هاي كوانتومي در آزمايشگاه در حال كوچكتر شدن هستند.تا دانشمندان بتوانند تئوري ماشين‌هاي كوانتوم را آزمايش كنندبا دقت بيشتري نسبت به گذشته.قويترين تيم در جهان چنين تحقيقاتي را در دانشگاه آكسفورد انجام مي‌دهد.گروههاي كوچكتر هم در مكانهايي مثلmit كار مي‌كنند.همچنين گروههاي استراليايي با پراكندگي با نفوذي كه ميان ايالتهاي آمريكايي و اروپايي دارندبه تحقيق مي‌پرداختند.پس از يك شروع نسبتاً با تاخير ،ژاپن براي رسيدن به گروههاي ديگر سعي و تلاش زيادي كرد.

[!MAHSA!]

اطلاعات كوانتومي
اطلاعات كوانتوم موجوديت كالا را مشخص مي‌كندOS،IS، نرم‌افزارهاي مربوط به عمليات سخت افزاري مي‌توانند كد هاي0 و1 را به راحتي اندازه‌گيري كنند،كپي و حتي جابجا كنند.
اما واگذاري قسمتي از اطلاعات به بخش كوانتوم، واحد هاي كوانتومي ناميده مي‌شود كه نامأنوس است. اين اطلاعات اساسي،واحد كوانتوم ناميده مي‌شود.و كمي با همتاي كلاسيك خود متفاوت است.
براي شروع ،يك كوابيت ، ميتواند هم 0وهم1 در يك زمان باشد،مثل چرخش يك الكترون، دارايي كه ميتواند به عنوان چرخش قطب بالايي يا پاييني فرض شود.بالا يا پايين اسپين مي‌تواند برابر با0 يا1 باشد.اما الكترون‌ها مي‌تواننددر يك دو تايي خيالي قرار گيرند.براي انجام محاسبه‌اي از الكترون استفاده كنيد،شما اين كار را به صورت همزمان به صورت 1 و0 انجام دهيد.
در نگاه اول ،ممكن است مؤثر جلوه كند ،اما كوبيت بيشتري اضافه كنيد كه اين كار باعث تشويق بيشتر الكترون‌ها مي‌شود.هنگامي كه كوبيت 1مي‌تواند ابر موقعيت در دو حالت باشد،دو كوبيت 0و1 مي‌توانند ابر موقعيتي در 4 حالت باشند .11و10و01و00 كه نماينده 4 حالت در يك لحظه است. اين افزايش قابل تشريح است.به وسيله كوبيت هاي m .انجام محاسبات واحدي روي 2 به توان m به صورت موازي وهمزمان ممكن است.با حدود تنها چند صد كوبيت ،نمايش همزمان تقريباً تعداد وسيعي از اتمها در جهان ممكن خواهد بود.


الگوريتم‌ها ،گره‌ها ، اصلاح خطا‌ها
بعد از انجام محاسبات بايد به جواب درستي برسيم.ممكن است ما با يك اندازهگيري ساده به ويراني ابر‌موقعيت و يا جابجايي سيستم در يك حالت و يا حالات مختلف بپردازيم.بدبختانه ،به ندرت ممكن است كه ما به نتيجه اصلي در موقعيت هاي پيشرفته برسيم.كه اين خود يك مشكل است.هدف اطمينان و يقين در مورد جوابهاي بدست آمده است.همچنين دستيابي به استخراج مرجع كوانتوم‌هاي خارق‌العاده. هر كدام از مراحل منطبق شده ،احتمال ارتباط با رفتار موج شبيه به خود را دارد.اين احتمال ممكن است با ديگر احتمالات مخرب يا سازنده مخلوط شود.براي رسيدن به پاسخ دلخواه در يك محاسبه ،فرايند اطلاعات در چنين راهي كه راه‌ حل‌هاي نامطلوب‌ و ناخوشايند،در آن دخالت دارند ،در پايان شايد فقط حالت‌هاي دلخواه و يا يكي دو مورد كمتر از آن باقي‌ خواهند ماند.فرايند به عنوان الگوريتم كوانتوم شناخته شده است.وچنين طرحي فيزيك‌دانها رياضي‌دانها و كارشناسان كامپيوتر را به مبارزه مي‌طلبد.
پس از تمام اين اندازه‌گيريها نتيجه دلخواه حاصل مي‌شود.البته در مورد بعضي از اين مراحل نهايي يك سري از اندازه‌گيري‌ها نتايج احتمالي و حدسي را به جا مي‌گذارد كه قبلاً ما انتظار آن را داشته‌ايم.الگوريتم‌هاي كوآنتوم پتانسيلي نمايش فوق‌العاده‌اي دارد كه نسبت به مقدار قراردادي در نقطه مقابل قرار دارد.يك مثال خوب در اين رابطه ،الگوريتمي است كه براي جست وجو از بين ليست هايي است كه به وسيله لو گراور در آزمايشگاه بل انجام شد.مشكل پيدا كردن شماره تلفن مستقيم نام فردي مشخص بود.اگر مقصود شامل داخلي Nباشد پس به صورت ميانگين شما مجبوريد حدود N/2 مدخل‌ها را براي پيدا كردن حكم مورد نظر چك كنيد.الگوريتم كوانتوم گراور بهتر انجام شد. كه براي جستجوي حدود 10000 نام قاعدتاً ما احتياج به 100 مرحله داريم.كار الگوريتم با ايجاد اوليه حدود 10000 مدخل ،در هر مدخل خاص احتمالي برابر در پاسخ با اندازه گيري در سيستم دارد.
البرت انيشتن نمي توانست باور كند كه جهان به عنوان مكانيك كوانتوم ساخته شده است. پس با همكاري بوريز پودلسكي و ناسان روزن او با انجام آزمايشات فراوان راههاي جديدي را براي تئوري تازه‌اي جستجو كرد.مركز آزمايشات وتفكرات روي رفتار مواد و اجزاي جفت كه هيچ مشابهي در جهان ندارند انجام شد.نوع يراد آن به نظر مي‌رسد كه فوراً تحت تأثير قرار گيرد.سه دانشمند خاطرنشان كردند كه اين فرايند ها شامل عبور سريعتري نسبت به نوردر بين اجزا خواهد شد.كه اين نتيجه گيريها به عنوان EPR شناخته شدند.
اين ابهام و شك به وسيله CERN كه يك تئوريست بود حاصل شد.آليان(فيزيك دان فرانسوي)و گنوا ،در مورد ماشين هاي كوانتوم مانند دو قلو‌هاي همسان رفتار مي‌كردند.اگر چه آزمايشات نشان مي‌داد كه هيچ جسم منفردي سريعتر از نور حركت نمي‌كند‌ و اين گره‌خوردگي كمكي به برقراري ارتباط نخواهد كرد.EPR هستي يكساني را تقسيم كرد.
در‌هم‌گره‌خوردگي حالا يكي از كليد هاي خارق‌العاده در فرايند اطلاعات كوانتوم مي باشد.امروزه آزمايشات EPR تقريباً در سراسر دنيا انجام مي‌شود.اگر اين در‌هم‌گره‌خوردگي و ابر موقعيت پيش پا افتاده و معمولي با حدود 10 سال پيش مقايسه شوند ،اطلاعات باقي‌مانده از كوانتوم سست و شكننده خواهد بود و اثرات متقابل روزمره با محيط كوبيت هاي ويران شده و اطلاعاتي كه شامل فرايند هاي شناخته شده‌اي مي‌شوند.
اگر اطلاعات كوانتومي از بين علوم كامپيوتر ي عبور كند فرايند تصحيح غلط ها احتياج به حمايت محكمي خواهد داشت. ابتداعاً فيزيكدانها بر اين اعتقادند كه چنين تكنيك‌هايي غير ممكن است ،زيرا اصلاح خطا‌ها به معناي اندازه‌گيري درجه و مرحله سيستم كوانتوم مي‌باشد.مشكل شبيه به توليد دوباره در مكاني است كه در جاي ديگري ساخته شده است.اگر اطلاعات توسط يك كانال فرستاده شوند يا در جايي ذخيره شوند،كه انقدر آن مكان شلوغ باشد كه به راحتي ترتيب بعضي واحد ها به هم بخورد چگونه دريافت كننده مي‌تواند پيام را دريافت كند،با اضافه كردن بيش از حد به يك پيام فرستنده مي‌تواند در پيام خود اصلاحاتي را انجام دهد.
شور و استين با نسبت كوانتوم فرستنده در حدود سه برابر كنار آمدند.
اندازه‌گيري كوبيت بزرگ نشان مي‌دهد كه دريافت‌كننده با احتساب خطايي كه اتفاق مي‌افتد و چگونگي اصلاح كوبيت ها ،بخش پيام را مشخص مي‌كند.

[!MAHSA!]

هدايت‌گر‌هاي (nmr)
بزرگترين مانع براي ساختمان عمل كوانتوم كامپيوتر در ميان سال‌هاي 90 شكل گرفت.هنگامي كه آنها كشف كردند چگونه محاسبات را با تكنيك‌هاي ايجاد طنين آهنرباي هسته‌اي انجام دهند. ايده‌ي كليدي ملكول واحدي است كه مي‌تواند مثل ذره‌ي كامپيوتر عمل كند.اطلاعات در جهت لايه هاي هسته قرار مي‌گيرد.هر هسته شامل يك كوبيت مي‌باشد.و اثرات متقابل بين لايه‌هاي هسته به عنوان جفت‌گيري‌هاي لايه به لايه شناخته مي‌شوند.در يك محيط مغناطيسي قوي هسته در اطراف مسير ميدان مغناطيسي در فركانس‌هاي مشخص وابسته به محيط شيميايي حركت مي‌كند.
براي مثال در يك محيط 9.3 تسلا ،يك هسته كربن 13 در مولكول كلروفرم ،حدود mhz 100 پيش مي‌رود.با حذف مولكول به وسيله امواج راديويي ميزان بسامد متغير مي‌شود. اين ممكن است كه با دستكاري ومهارت ،هر هسته به صورت شخصي عمل مشخص و منطقي را انجام دهد. دستكاري ممكن است شامل تلنگر يك هسته از يك 1 به 0 باشد.كه آن را كوبيت واحد يا مجرد مي‌ناميم.و يا شامل دو هسته متصل به هم شود.در عمل دو كوبيت ميشود كه ارزش هر يك با توجه به ديگري معلوم مي‌شود.كلروفرم با كربن 13 ايزوتوپ مثال ونمونه خوبي از يك مولكول است كه مي‌تواند مثل كوانتوم دو كوبيتي در كامپيوتر عمل كند چون هسته هيدروژن و كربن مي‌تواند مشخصاً بوسيله موجهاي راديويي شناسايي شود.محاسبات كوانتومي به وسيله شماره گذاري برنامه‌اي انجام مي‌شود.(به عنوان يك سري از جمعهاي rf) نتايج به وسيله باز خواني سيستم هاي تهيه شده از هسته در پايان محاسبه تعيين مي‌شود كه اين نتيجه جهت گيري مناسب هسته را نشان مي‌دهد.رزونانس هسته مغناطيسي صدايي مانند راه حل يك معماي مشكل مي‌باشد.
هسته طبيعتاً از صداهاي جهان خارج دور است و همچنين مي‌تواند ارتباطي براي انواع بسيار باشد. به علاوه ،nmr يك تكنولوژي كاملاً پيشرفته است و در طي ساليان سال ،به آناليز شكل ها و تكنيك‌ها مي‌پردازد.اما راه حل ها و تكنيك‌ها محدوديت هاي بيشتري دارند.مولكول‌هاي تك واحد ،نوع به اندازه كافي قوي را توليد نمي‌كنند.در عوض آزمايشات nmr شامل تعداد گسترده‌اي از مولكول است.كه با مغناطيس تركيب شده‌اند. براي شروع يك محاسبه ،مراحل ابتدايي از كامپيوتر بايد شناخته شده باشد . اما در يك بخش خاص از اتاق با درجه حرارت مشخص لايه ها بالا و پايين مي‌رود كه اين عمل ابتدا به صورت تصادفي صورت مي‌گيرد .از طرف ديگر ،مكان هر كامپيوتري قابل شناسايي نخواهد بود ومحاسبه بي معني خواهد بود.
در سال 1997 ،2 گروه مستقل براي نجات و تصحيح محاسبات كوانتوم پيش قدم شدند.اسحاق چانگ كه حالا در آزمايشگاه abm مشغول به كار است و نيل گرشن فلد درمؤسسه ماساچوست به اين نتيجه رسيدند كه آنها قادرند يك القاي طبيعي را دستكاري كنند.آنها همچنين از اين شيوه به منظور تأسيس يك نوع زمين مصنوعي استفاده كردند.(00 براي يك سيستم دو كوبيتي) در همان زمان ديويد كرمي و امر فهمي و تي‌موتي هاول از دانشگاه هاروارد در كمبريج كشف كردند كه با بمباران نمونه مورد بحث ،به وسيله اشعه هاي چرخشي ،مي‌توانند به تراكم مؤثري از آن نمونه بپردازند .براي انجام محاسبات مفيد ،كامپيوتر بايد قادر به انجام هر كار منطقي باشد.براي كامپيوترهاي كوانتوم ،2 عمل منطقي وجود دارد كه مي‌تواند از اعمال ديگر ساطع شود ،مثل andوnot در محاسبات پيشرفته.كه يكي از آنها شامل كوبيت تك چرخشي مي‌باشد. ديگري مربوط به دو كوبيت است و يك كنترل – not ناميده مي‌شود. يا عمل نمي‌كند يا كنترل خود را ازدست مي‌دهد.بسته به موقعيتي كه زوج خود دارد.هر دو اين اعمال آسان ،راست وبه سمت جلو هستند.با بمباراني ساده به نمونه‌اي مايع با ترتيب اختصاصي تبديل مي‌شوند . از سال 1997 ،اين دو گروه و البته گروه‌هاي ديگر در حال ساخت كوآنتوم nmr بوده‌اند.يكي از اين موارد حتي به گروه رياضي فرمول كد شكن مربوط بوده‌اند .متأسفانه كامپيوتر‌هاي كوانتوم كه بر روي nmr مايع بنا شده‌اند هرگز قدرتمند تر ازاين حالت نخواهند شد.پس دانشمندان انتظار ندارند كه قادر به كنترل 12 كوبيت غير قابل تشخيص باشند.تلاش‌ها براي ساختن ماشيني كه بيش از 10 كوبيت را كنترل كند ادامه دارد.اما حتي اگر محاسبات نه جزئي كامپيوترهاي كوانتوم ممكن شود بعضي دسترسي هاي ديگر نياز خواهد بود.


يونهاي منجمد شده
تكنولوژي كه كمتر در ديد عموم مردم است نسبت به nmr ،ديگران را جذب مي‌كند. در سال 1995 ايگناسيو كيارك و پيتر زولد از دانشگاه اينزبرك در استراليا پيشنهاد كردند ازتله يونها براي ساختن پايگاه‌هاي منطقي كوانتوم استفاده شود.اما پيشرفت هاي عظيمي براي ادامه اين محاسبات نياز مي‌باشد.ايده اين است كه تعدادي از اين يون‌هاي فرا سرد مي‌تواند دريچه‌اي باشدبراي خطوط فركانس‌هاي راديوئي پاول ترپ.اين وسيله يك فركانس rf بلند را تنظيم مي‌كند كه يون‌ها را فشرده به هم و به صورت دو بعدي نمايش مي‌دهد،كه البته بعد سومي‌هم خواهد بود كه فوق‌العاده ضعيف است .به سبب اينكه يون‌ها شارژ يكساني را دارند ،هركدام ديگري را مي‌راند و تمايل دارندكه خود را در يك خط مستقيم تنظيم كنند ،با فضايي برابر مانند مهره‌اي روي كشي لاستيكي. چنين طبقه‌بندي به آنها اجازه مي‌دهد براي محاسبات كامپيوتري به عنوان گروهي‌ مهم ارتعاشات خاصي داشته باشند.
كوبيت ها مقدمتاً در لايه هاي دروني يون هاي مربوط به زمينه محيط مغناطيسي ذخيره مي‌شوند .آنها به عنوان يون‌هايي هستند كه با استفاده از پالس محيط‌هاي آهنربايي را به نوسان در مي‌آورند. فايده تله يونها به اين صورت است كه بي‌نهايت تنومندندو طول آنها تقريباً با طول كوابيت ها در nmr برابري مي‌كند.زمان زيادي طول خواهد كشيد تا نمونه‌اي منطقي انجام شود.
براي تقسيم كوبيت ها بين يونها ،دانشمندان يونها را مرتعش مي‌كنند ،هدف اين است كه يون‌ها را سرد كنند، و به اين ترتيب بتوانند انها را كاملاً در گروه‌هاي خاص قرار دهند .با تزريق كمي انرژي ،يون‌ها شروع به ارتعاش مي‌كنند ،اما براي اينكه بخشي از ماده كوانتوم باشد يون‌ها بايد در موقعيتي بالا تر از موقعيت اوليه‌ قرار بگيرند و مرتعش شوند . پس از ارتعاش مي‌توان به منظور ذخيره‌ي كوبيت‌ها استفاده كرد .چون تمامي يون‌ها در ارتعاش شركت مي‌كنند كوبيت‌ها بين آنها تقسيم مي‌شوند، گويا حركت و جنبش اين مجموعه به يون‌ها امكان مي‌دهد سريعاً اطلاعات را تقسيم كنند .چنين تقسيماتي ابتدا به if و سپس به then اجازه‌ي عمل مي‌دهد و دروازه منطقي كامپيوتر شكل مي‌گيرد.براي مثال دستور‌العمل بايد چنين باشد:اگر مرحله‌ي ارتعاش 1 باشد ، تراشه‌ي كوبيت then در اولين لايه دروني جاي خواهد گرفت.محققان در مؤسسه‌ي تحقيقاتي (nist) نشان دادند كه يك نوار 4 يونه مي تواند در دسترس قرار گيرد، و البته گفته شده كه اين تعداد مي‌تواند قابل افزايش باشد.
حد‌اقل 5 گروه در دور دنيا روي يون كامپيوتر هاي كوانتوم كار مي‌كنند.اما تيم وين‌لندز در (nist) به صورت گسترده رهبري اين گروه ها را بر عهده دارند.كه به عنوان ين سرد شده برليم براي ارتعاش مراحل زميني مورد استفاده قرار مي‌گيرند.با استفاده از ليزري كه روي يونها متمركز مي‌كنيم ،با اضافه شدن بر گروه روي ميدان مغناطيسي ،محيط مغناطيسي دومي بر روي يون‌ها به وجود مي‌آيد كه جايگاهي متفاوت با جايگاه يونها دارد . ارتعاش يون‌ها سبب نوسان ميدان مغناطيسي مي‌شود و هنگامي كه فركانس نوسان انرژي متفاوتي را بين دو لايه يون آزاد كند انرژي از اسپين به مكان ارتعاش منتقل مي‌شود و به اين وسيله از لايه هاي مرتعش كننده كوانتوم نقشه برداري مي‌كنند.اين يكي از مراحل اساسي كنترل دروازه not مي‌باشد ودر سال 1995 تنها چند ماه پس از كيراك و آگهي‌هاي زولر نتيجه‌گيري شد .با خواندن اطلاعات كه شامل طيف پراكنده يون‌ها مي‌شد ،از آنجا كه لايه هاي بالايي يونها مي‌توانند پراكندگي قوي داشته باشند،لايه هاي پاييني اصلاً قادر به پراكندگي نخواهند بود .
تله يون همچنين محدوديت‌هايي هم خواهد داشت كه از جمله آنها ناپيوستگي زماني كوابيت‌ها بعد از انتقال به مكان‌هاي مرتعش شده مي‌باشد، چون يون‌ها مورد حمايت مي‌باشند ارتعاش با الكترون‌هاي سرگردان تقويت مي‌شود و باعث اين ناپيوستگي مي‌شود.
جايگزيني‌ها
از آنجا كه nmr مايع استقرار يافته است به دليل مشكلات كار به خاطر درجه حرارت اتاق گروه‌هاي مختلفي در حال تحقيق هستند تا با دستكاري گونه هاي nmr اين كار را زماني انجام دهند كه اتمها حالت جامد دارند پيشنهادي از طرف بروس‌كن از دانشگاه مري‌لند داده شد كه توجه بسياري را به خود جلب كرد ،وي عقيده داشت كه هر صف يا رديف از اتم ها در سيليسيم را از نظر بپوشانند و البته اين كار را با استفاده از يك لايه انجام دهند.
فقط در nmr لايه‌هاي هسته مي‌توانند به وسيله امواج راديويي با انرژي مناسب به هوا پرتاب شوند.البته اين امواج راديويي با ضربه‌اي ملايم به هر هسته وارد مي‌شوند . حال اتم‌هاي فسفر الكترون مجرايي روي لايه خارجي‌شان دارند كه اثر متقابلي روي لايه‌هاي هسته دارند ومجموعه پيچيده‌اي را تشكيل داده‌اند.ولتاژ باعث تغيير انرژي مورد نياز هم در هسته و هم در اسپين مي‌شود .بنابراين با تغيير فركانس امواج راديويي مورد نياز ،هسته تلنگوري مي‌خورد.پس با افزايش ولتاژ ،به يك الكترود خاص و حذف دسته با فركانس جديد ،ايجاد هسته‌اي مجرد ممكن مي‌شود.اما براي انجام يك آزمايش كنترل شده not ،دو كوبيت بايد به مخمصه بيفتند .كن راهي براي اين پديده پيشنهاد كرد .ولتاژ پيشنهادي بين اتم هاي فسفر مجاور گروهي بود كه مي‌توانستند اثرات متقابل روي هم داشته باشند و البته اجازه مي‌دادند كه دو كوبيت هم عمل كنند.
اگر چه اصل تئوري در كل بسيار خوب بودمشكل اصلي ساختمان چنين دستگاههايي بود .همكاران كن روي اين مسئله كار مي‌كردند .در ميانه كار در دانشگاه نيو سز والز در استراليا رابرت‌كلارك رئيس تيم اميدوار است با تمامي موانعي كه بر سر راه گروه كن قرار دارد فائق آيد .ابتدا رفع مشكلاتي كه دسته‌هاي اتمي مي‌سازند و مانع مي‌شوند اتم‌هاي فسفر در بين سيليسيم جاي گيرند .
كن آزمايشگاهي را براي مطالعه‌ي جنبه‌هاي ديگر وسيله‌اش تنظيم كرده است .ابتدا عمل يك يا دو كوبيت را بايد كامل كرد .نتيجه را بايد از روي هسته مشاهده كرد ،بار دوم كن بر روي خطوط بين هسته و اسپين‌هاي الكترونيك تمركز كرد تا به جواب برسد .با حساسيت و دقت فراوان روي لايه‌هاي الكترون ،كن به اين نتيجه رسيد كه امكان استنباط اسپين‌هاي هسته وجود دارد .اندازه‌گيري اسپين‌هاي يك الكترون مجرد هرگز ممكن نيست،اما كن گفت كه به زودي ممكن خواهد شد.
نظر كن توجه بسياري را جلب كرد چون بسياري از اين موارد منطقي به يكديگر متصل شدند ،كاري كه بايد در طي زماني طولاني انجام مي‌گرفت .كلارك بر اين عقيده است كه دستكاري كوبيت‌ها ممكن است در كوتاه مدت امكان‌پذير باشد.
پديده‌هاي فوق،هدايت كوانتوم ،ممكن است فايده زيادي را به اثبات برساند .در سال1999 ،در دانشگاه دلف در هلند تيم به طراحي مداري پرداختند كه قادر به ذخيره سازي و دستكاري كوبيت‌ها بود .مدار‌ها شامل دو يا سه نقطه اتصال براي امكان اندازه‌گيري مدار بود.
يك اينترنت كوانتوم
مشكلات در سنجش بسياري از ايده‌ها بسياري از دانشمندان را متقاعد مي‌كند كه اگر محاسبات كوانتوم مفيد واقع شود ما مجبور خواهيم بود خط‌هاي ماهواره ‌هاي كوچك را نيز به هم مرتبط سازيم اما فرستادن اطلاعات كوانتوم از مكاني به مكان ديگر نوعي حقه است ،يكي از حق‌هاي انتخاب جابجايي فيزيكي كوبيت‌هاست ،اما آنها منشور هاي نا مناسب هستند در سال 1993 ، چارل‌بنت از آزمايشگاه يورك تاون و تعدادي از همكارانش به مورد جديدي بر خوردند .
تلپرشن لينك‌هاي عميق را مورد استفاده قرار مي‌دهد كه تنظيم بين يك نقطه ونقاط ديگر را برقرار مي‌كند.تئوري‌هاي بنت مي‌تواند به عنوان نوعي خط تلفن عمل كند و اطلاعات كوانتوم را بفرستد .به عبارت ديگر نوعي گير انداختن مواد و فرستادن يكي از آنها به عنوان دريافت‌گر هنگام محافظت از ديگر نقطه‌ها به وجود مي‌ايد .فرايند ارتباط اين دو نقطه در يك مسير اجازه مي‌دهد كه اطلاعات كوانتوم از كوبيتي به كوبيت ديگر منتقل شود .
بنت و همكارانش 4 سال انتظار كشيدند تا زحماتشان به ثمر رسيد .در سال 1997 اتاق كوچكي در دانشگاه اينس‌براك، در استراليا ،گروهي از فيزيك‌دانان با رهبري آنتن زنيگر اوين انتقال اطلاعلت را انجام دادند .او آنها را اندازه 1 متر يا بيشتر ازيك نقطه آزمايشگاه به نقطه ديگر فرستاد .امروزه بيش از 2 يا3 سال بعد زلينگر روي قدم بعدي حدسيات خود كار مي‌كند.