یکی از عجیب‌ترین جنبه‌های فیزیک کوانتوم، درهم‌تنیدگی (entanglement) است: اگر ذره‌ای در یک مکان مشاهده شود، ذره‌ی دیگر، حتی با چندین سال نوری فاصله، دائماً در حال تغییر خصوصیات آن خواهد بود. درست مانند این که با یک کانال سری با هم در ارتباط هستند. دانشمندان این پدیده را در ذرات ناچیزی مثل اتم‌ها و الکترون‌ها مشاهده کرده‌اند. با این حال در دو مطالعه‌ی جدید، دانشمندان گزارش کرده‌اند که درهم‌تنیدگی در دستگاه‌هایی که با چشم غیر مسلح هم دیده می‌شوند، مشاهده شده است.
سؤال بی‌پاسخ بسیار جالبی وجود دارد و آن این است که تا چه حدی می‌توان مقیاس را بزرگ کرد؟ این پیشرفت حاصله همچنین می‌تواند مسیر را برای اندازه‌گیری‌های فوق‌حساس گرانش و اینترنت کوانتوم ضد-هک هموار سازد.
آلبرت اینشتین با لحنی ادیبانه درهم‌تنیدگی (توانایی اشیاء دور از هم در اشتراک یک موقعیت یا وضعیت) را به عنوان “کنش شبح‌وار از راه دور” توصیف کرد و آن را به آرامی کنار گذاشته بود. با این حال، در چند دهه‌ی اخیر، دانشمندان واقعیت کنش شبح‌وار را در فواصل طولانی‌تر نشان داده‌اند؛ حتی از زمین تا یک ماهواره در فضا. ولی ذرات درهم‌تنیده همیشه ریز بوده‌اند که حفظ وضعیت کوانتومی آن‌ها را از جهان پیرامون آسان‌تر می‌نماید.
مقاله‌ی مرتبط: اینشتین، آسوده بخواب؛ ماده و پادماده هنوز با نسبیت تو کاری ندارند!
اکنون دو گروه تحقیقاتی درهم‌تنیدگی را به مقیاسی بالاتر ارتقا داده‌اند که می‌تواند با چشم غیر مسلح دیده شود. Simon Gröblacher، فیزیک‌دان دانشگاه تکنولوژی دِلفت در هلند و همکارانش اشعه‌هایی را به طول ۱۰ میکرومتر در چیپ‌های سیلیکونی حک کردند. این پرتوها که تقریباً به اندازه‌ی یک باکتری هستند، می‌توانند مثل سیم یک گیتار نوسان داشته باشند.
محققان چیپ‌ها را با فیبر نوری به هم وصل کردند و برای از بین بردن ارتعاشات، کل سیستم را تا نزدیک به صفر مطلق، سرد نمودند. سپس با استفاده از پالس‌های کنترل شده‌ی لیزر، انرژی کافی برای نوسان کمی قوی‌تر در یکی از پرتوها تأمین شد. با اندازه‌گیری نور وارد شده از دریچه، محققان افزایش انرژی را تأیید کردند ولی معلوم نشد که کدام یک از پرتوها آن را دریافت کرده است. این به آن معناست که انرژی به وسیله هر دو پرتو به اشتراک گذشته شده است که همانا نشانه‌ی درهم‌تنیدگی کوانتومی هم، همین می‌باشد. این وضعیت درهم‌تنیده‌ی ظریف فقط در کسری از ثانیه پایدار است. جزئیات این تحقیق را می‌توانید در Nature دنبال کنید.
Mika Sillanpää، فیزیک‌دان دانشگاه Aalto در فنلاند و همکارانش روش دیگری را پیش گرفتد. آن‌ها یک جفت پوست درام آلومینیومی یا دیسک‌های مرتعشی به پهنای تار موی انسان روی یک چیپ سیلیکونی ساختند. پس از پروسه‌ی سرد کردن، محققان با استفاده از ریزموج‌ها به پوسته‌ها، اصطلاحاً سُقلمه زدند؛ اگر یکی از آن‌ها مرتعش شود، مخالف آن برای دیگری اتفاق خواهد افتاد. سِت دومی از پالس‌های ریزموج حرکت‌ها را بررسی کرد، و آنالیز سیگنال‌ها نشان داد که پوست درام‌ها وضعیت کوانتومی واحدی داشتند. گزارش این تحقیق نیز در مقاله‌ی دیگری در Nature آمده است.
وقتی اطلاعات به‌دست آمد، معلوم نبود که آن‌ها درهم‌تنیده شده‌اند یا نه، و بعداً واضح شد که پاسخ مثبت است. درهم‌تنیدگی می‌تواند تا وقتی که پوست‌های درام در حمام ریزموج خود غوطه‌ور مانده‌اند، به مدت نامحدودی پایدار بماند.
این دو آزمایش کابردهای بالقوه‌ی متفاوتی دارند. Gröblacher پرتوها را طوری طراحی کرده که تا وقتی نور از طریق فیبرهای نوری فرستاده می‌شود، آن‌ها به طور یکسان مرتعش شوند و با سیستم‌های ارتباط از راه دور موجود سازگار باشند. این مجموعه کاملاً قابل مهندسی است. اگر بتوان پایداری وضعیت‌های درهم‌تنیده را افزایش داد و فاصله‌ی بین چیپ‌ها را بیشتر کرد، می‌توان چنین دستگاه‌هایی را به عنوان گره‌های اینترنت کوانتوم تصور نمود که اطلاعات فوق‌العاده امن را بین کامپیوترهای کوانتومی آینده منتقل می‌کنند.
مقاله‌ی مرتبط: آسیلون؛ نیروگاه امواج گرانشی
Sillanpää می‌گوید پوست‌های درامش شاید برای اندازه‌گیری‌های دقیق مناسب باشند. چون حسگرهای کوانتومی بسیار حساس هستند، بهتر می‌توانند سیگنال‌های ضعیفی مثل امواج گرانشی را شناسایی کنند. امواج گرانشی، موج‌هایی در فضا-زمان هستند که به تازگی برای اولین بار شناسایی شده‌اند. با بزرگ کردن ابعاد دستگاه‌ها، می‌توان نظریاتی را از گرانش مورد آزمایش قرار داد که نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین را به قلمروی کوانتوم توسعه می‌دهد. شاید بالاخره بتوان این دو نظریه‌ی لج‌باز فیزیک را با هم آشتی داد.
هر دوی این آزمایش‌ها مزایا و معایبی دارند. درهم‌تنیدگیِ پرتوهای Gröblacher گذرا بود ولی با قطعیت شناسایی شد. درهم‌تنیدگی Sillanpää بیشتر به طول انجامید، ولی استنتاج دشواری لازم است تا بفهمیم که حرکت پوست‌های درام واقعاً درهم‌تنیده هستند. ایدئالش این است که کمی از هر دو را داشته باشیم. این نتایج اولین گام‌ها محسوب می‌شوند.
