فناوریهای کوانتومی، مجموعه فناوری های نوظهوری هستند که با بهره گیری از اصول طبیعت، قابلیتهای بی سابقه ای را در زمینه سنجش، تصویربرداری، ارتباطات و محاسبات ارائه می دهند. عموما این فناوریهای متنوع و پیچیده، از لحاظ آمادگی فنی هنوز در ابتدای راه هستند و استفاده و بهره برداری از آنها هنوز نیازمند توسعه روشهای جدید است. قابلیت ها و محدودیت های واقعی این نوع فناوری و همچنین، تشخیص کارکردهای مخرب و اقدامات مقابله ای مربوط به آن هنوز در مرحله شناسایی است.
مجموعه این قابلیتها، ابهامات و پیچیدگیهای پراکنده، هم خطرات راهبردی و هم فرصتهایی را در اختیار ارتش استرالیا قرار می دهد. به همین دلیل است که ، خود را درگیر یک رقابت جهانی فزاینده برای درک، توسعه و بهره برداری مشترک از فناوری های کوانتومی در عملیات زمینی کرده است و از دانشگاه ها و مراکز پژوهشی کشور خواسته است که روی این فناوری ها کار کنند.
به ، در همین راستا، دانشمندان دانشگاه کویینزلند توانسته اند یک میکروسکوپ کوانتومی ایجاد کنند که علاوه بر داشتن وضوح بیشتر، از نور کمتری برای آشکار سازی ساختارهای زیست شناختی استفاده می کند، بدون اینکه آنها را نابود کند. این نسل جدید میکروسکوپ های با کیفیت بالا در مقیاسهای بسیار کوچک، دقت بالایی دارند. اما برای انجام کار، نیازمند یک پرتو نوری بسیار شدید هستند.
درهم تنیدگی کوانتومی، که آلبرت آینشتاین آن را به عنوان "حرکت اسرارآمیز با فاصله"، (spooky action at a distance) توصیف می کند، یک پدیده کوانتومی است که در آن، به نظر می رسد که دو ذره بدون داشتن هیچ نوع تماس فیزیکی، به یکدیگر متصل بوده و در یک زمان و در یک مسیر حرکت می کنند.
بر این اساس، تیم دانشگاه کویینزلند توانسته پرتو نور دقیقی تولید کند که وضوح بسیار بالاتری را با شدت بسیار کمتری ارائه می دهد.
وضوح این میکروسکوپها، نسبت به نمونه های استاندارد و با شدت بالاتر، ۳۵ درصد بیشتر است و این اولین گام مثبت برای دستیابی به نسل جدید میکروسکوپ ها با استفاده از روش کوانتومی است.
پروفسور وارویک بوون (Warwick Bowen)، از آزمایشگاه نورشناسی کوانتومی و مرکز ارتقاء مهندسی کوانتوم شورای تحقیقات استرالیا (ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems/EQUS) ، یکی از محققانی است که در این پروژه تحقیقاتی فعالیت می کند. او در گفتگو با وبسایت دانشگاه کویینزلند گفت: «این اولین حسگر مبتنی بر در هم تنیدگی است که عملکردش فراتر از بهترین فناوری های فعلی است. این پیشرفت، بستری برای تمامی فناوری های جدید خواهد شد، از سیستم های ناوبری بهتر گرفته، تا دستگاه های پیشرفته تر تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یا همان دستگاههای ام آرآی. اینطور به نظر می رسد که مبحث درهم تنیدگی، خاستگاه یک انقلاب کوانتومی است. نتایج تحقیقات ما نشان داد، حسگرهایی که از در هم تنیدگی استفاده می کنند، می توانند جایگزین فناوری های موجود و غیرکوانتومی شوند. این کشف هیجان انگیز، اولین نشانه برای این است که درهم تنیدگی، قابلیت تغییردادن الگوی سنجش را دارد».
به گفته محققان این پروژه، بهترین میکروسکوپ های نوری، از لیزرهای روشنی استفاده می کنند که میلیاردها بار از خورشید نورانی تر هستند. سازوکارهای زیست شناختی آسیب پذیر، مثل سلول های انسانی، فقط مدت کوتاهی می توانند در معرض آنها قرار گرفته و زنده بمانند. این اصلی ترین مانع پیش رو محسوب می شود.
در هم تنیدگی کوانتومی در میکروسکوپ جدید، بدون آنکه سلول را نابود کند، ۳۵ درصد وضوح بیشتر ارائه می دهد. در نتیجه، با استفاده از این میکروسکوپها می توان ساختارهای زیست شناختی جزئی را مشاهده کرد که در حالتهای دیگر قابل مشاهده نیستند. در واقع، درک بهتر سازوکارهای زنده و بهبود فناوری های تشخیصی، تنها بخشی از مزیتهای قابل توجه این میکروسکوپهاست.
تحقیقات صورت گرفته، با حمایت و پشتیبانی دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی ایالات متحده و همچنین شورای تحقیقات استرالیا به انجام رسیده است.
