في حدث غير مسبوق، كشف العلماء عن أول صورة للتشابك الكمي على الإطلاق، وهي ظاهرة غريبة وصفها أينشتاين بأنها «أحداث بعيدة مخيفة». التقط الصورة علماء الفيزياء في جامعة غلاسكو في اسكتلندا، وقد حبست أنفاس الجميع ولم يتوقفوا عن التحديق بها. قد يبدو هذا بسيطًا، ولكن فكر بها للحظة، هذه الصورة الرمادية الغامقة هي الصورة الأولى التي نرى فيها تفاعل الجسيمات الذي يدعم العلم الغريب لميكانيكا الكم ويشكل أساس الحوسبة الكمومية.
يحدث التشابك الكمي حين يرتبط جسيمان ارتباطًا لا ينفصم، وأي شيء يحدث لأحدهما يؤثر فورًا على الآخر بغض النظر عن المسافة بينهما. ومن هنا جاء الوصف «أحداث بعيدة مخيفة».
تُظهر هذه الصورة تحديدًا التشابك بين فوتونين – جزيئين من الضوء – يتفاعلان للحظة وجيزة ويتشاركان الحالة المادية. قال بول أنطوان مورو المؤلف الأول للورقة التي كُشف النقاب عنها لهيئة الإذاعة البريطانية BBC: «إن الصورة كانت عرضًا أنيقًا لخاصية أساسية للطبيعة».
لالتقاط صورة للتشابك الكمي ، ابتكر مورو وفريق من علماء الفيزياء نظامًا يطلق تيارات من الفوتونات المتشابكة ووصفوه بـ «أشياء غير تقليدية».
تضمنت التجربة في الواقع التقاط أربع صور للفوتونات تحت أربع مراحل انتقالية مختلفة.
تستطيع أن ترى الصورة كاملة أدناه:
ما تراه هنا هو في الواقع مجموعة من صور متعددة للفوتونات وهي تمر بسلسلة من التحولات الأربعة.
في الأساس، فصل الفيزيائيون الفوتونات المتشابكة ومرروا شعاعًا واحدًا عبر مادة سائلة بلورية تُعرف باسم Bar-Barium Borate، ما أدى إلى حدوث التحولات الطورية الاربعة.
في الوقت نفسه، التقطوا صورًا للزوج المتشابك الذي يمر بنفس المرحلة الانتقالية، ولكنه لم يمر عبر البلورة السائلة.
يمكنك رؤية الإعداد أدناه، إذ تأتي حزمة الفوتونات المتشابكة من أسفل اليسار، وينقسم نصف الزوج المتشابك إلى اليسار ويمر عبر مرشحات المراحل الأربعة. أما الفوتونات التي تمضي للأمام مباشرةً لم يمروا عبر المرشحات، ولكن خضعوا لنفس التغيرات.
التقطت الكاميرا صورًا لهما في نفس الوقت، ما يدل على أنهما قد تغيرا بنفس الطريقة رغم الانقسام. بعبارة أخرى كانوا متشابكين.
في حين جعل آينشتاين التشابك الكمومي مشهورًا، ساعد الفيزيائي الراحل جون ستيوارت بيل في تعريف التشابك الكمومي ووضع اختبارًا يُعرف باسم عدم المساواة (Bell inequality). في الأساس، إذا اجتزت اختبار عدم المساواة، يمكنك تأكيد التشابك الكمومي الحقيقي.
وكتب الفريق في Science Advances: «أبلغنا عن تجربة تخالف اختبار عدم المساواة من خلال صور مرصودة».
وتفتح هذه النتيجة الطريق أمام مخططات تصوير الكم الجديدة وتقترح وعودًا لمخططات معلومات كمومية استنادًا إلى المتغيرات المكانية.
اقرأ أيضًا:
ماذا لو كان فهمنا لطبيعة التشابك الكمي الشبحي خاطئًا؟
الجدال بين نيلز بور وأينشتاين حول التشابك الكمي
ترجمة: بيتر نبيل
تدقيق: محمد سعد السيد
