أفاد بيان صحفي صادر عن معهد ماكس بلانك للبصريات الكمية في غارشينغ بإنجاز مجموعة من الفيزيائيين الذين نجحوا بكفاءة في تشابك اثني عشر فوتونًا . ووفقًا لفيليب توماس، يُعد هذا أكبر عدد تم توليده على الإطلاق في المختبر.
استخدم الباحثون تقنية مبتكرة ستسهل تصميم حواسيب كمومية أكثر قوة ومتانة في المستقبل القريب، وستساهم أيضاً في نقل البيانات بشكل آمن. وكان العلماء قد أجروا سابقاً اختبارات مماثلة باستخدام الغاز، لكن لم يكن بالإمكان استخدامه لأغراض الحوسبة.
تمكن العلماء من تشابك 14 فوتونًا في وقت واحد
شرع الباحثون في إنشاء رابطة مماثلة لتلك التي أنشأوها مع ذرات الغاز. ولتحقيق ذلك، وضعوا ذرة روبيديوم في تجويف بصري وقصفوها بجزيئات ضوئية، مما أدى إلى ارتدادها عن الموجات الكهرومغناطيسية. وعندما ضرب الليزر الذرة بشكل متكرر، تشابك الفوتون معها.
#تكنولوجيا: تسجيل رقم قياسي في التشابك الكمومي بأكبر مجموعة فوتونات حتى الآن https://t.co/bZtSWECGNh pic.twitter.com/wNC1PadXkt
— برلين غونزاليس (@berlingonzalezs) 30 أغسطس 2022
كان مفتاح تشابكها جميعًا هو تكرار العملية. تشكلت السلسلة في النهاية نتيجة للدوران الموجود. وخلص الخبراء إلى أن هذه هي العملية الأكثر كفاءة التي توصلوا إليها ، بمعدل كشف بلغ 43%.
يشرح قسم آخر في البيان الصحفي آلية عمل هذه التقنية. ففي كل مرة يُطلق فيها شعاع ليزر، يُولّد فوتون ضوئي منفصل، يمكن تخصيص وظيفة محددة ومختلفة له. وهذا من شأنه أن يُسهم في جعل العمليات الحسابية في الحوسبة الكمومية أكثر كفاءة.
يرتبط التشابك الكمومي بميكانيكا الكم. تشرح هذه النظرية العلاقة بين عدة أجسام متصلة، بغض النظر عن وجودها في أبعاد مختلفة. هذا يعني أنه إذا كان جسيم ما موجودًا على الأرض وآخر على الجانب الآخر من الكون، فسيتحركان في الاتجاه نفسه. هكذا يتحقق الانتقال الآني، بفعل قوة الجاذبية بينهما.
صاغ هذا المصطلح الفيزيائي النمساوي إرفين شرودنغر عام 1935. وفي نفس الفترة تقريبًا، وصفه ألبرت أينشتاين بأنه نظرية ناقصة ومعيبة تحتاج إلى مراجعة لأنها تخالف المفهوم المتعارف عليه عالميًا للكون. ومع ذلك، فقد ثبت لاحقًا أن هذه الملاحظات موجودة بالفعل في الطبيعة.
تقدم رئيسي في مجال الحوسبة الكمومية والاتصالات
تستطيع الحواسيب الكمومية إجراء العديد من العمليات الحسابية في آن واحد ، وهي مهمة معقدة بل ومستحيلة بالنسبة للحاسوب التقليدي. ومع ذلك، ولضمان كفاءة التشغيل، يجب أن تعمل جميع الجسيمات المتشابكة بتناغم تام.
بفضل الفعل الذي اكتشفه هؤلاء الباحثون، يمكن أن تساعد شظايا الضوء الكيوبتات على العمل بشكل أفضل، لأنها سهلة التلاعب بها.
يزعمون أن سلسلة الفوتونات نشأت من ذرة واحدة، إذ ينتج عن كل نبضة جسيمات ذات خصائص محددة؛ ما يجعل تجميعها معًا أمرًا مستحيلاً. لكنها تمثل أيضًا خطوة متقدمة في مجال الاتصالات، إذ ستجعل اعتراض البيانات المنقولة عبر الألياف الضوئية أمرًا صعبًا. وستكون المعلومات متشابكة، ما يقلل من فقدان البيانات.
يتوسع عالم الحوسبة الكمومية باستمرار. وتشير التقديرات إلى وجود حوالي 200 براءة اختراع لتطوير حواسيب فائقة القدرة على معالجة خوارزميات ضخمة، والاتصالات، والشبكات، والتطبيقات، وتصميم الرقائق، والقياس، والتشفير، والأمن، والتحكم. كل هذا يُشير إلى أن الوصول إلى هذه التقنيات سيصبح أسهل، في أي وقت ومن أي مكان.
أطلقت شركة بايدو الصينية متعددة الجنسيات الأسبوع الماضي أول حاسوب كمومي لها ، والذي يحمل اسم "تشيان شي". يتميز هذا الحاسوب بقدرته على دمج البرمجيات والأجهزة عبر منصات متعددة. ومن أبرز ميزاته قدراته في مجال الذكاء الاصطناعي، والتي ستساهم في تطوير مجالات مثل علم الأحياء الحاسوبي والتكنولوجيا المالية.
تتواصل الأبحاث حاليًا في أحد المجالات التي أثارت حماسًا كبيرًا، والتي استُثمرت فيها مليارات اليورو. لكن لا يزال يتعين علينا الانتظار لمعرفة الفوائد الحقيقية والمساهمات التي ستعود على البشرية.
