أُعلن عبر بيان صحفي عن تمكن مجموعة من الباحثين في جامعة جنيف من تحطيم رقم قياسي جديد، وذلك بتخزين بت كمي في بلورة مدة عشرين ميلي ثانية.
قد يساعد هذا الرقم القياسي الجديد في التخزين الكمومي على تطوير شبكات تواصل كمومية بعيدة المدى وفائقة الأمان.
فتحت الفيزياء الكمومية بابًا جديدًا لطيف واسع من الابتكارات في مجالات الحواسيب والهواتف الذكية وأجهزة تحديد الموقع. وأظهرت أيضًا إمكانيات كبيرة لتوسيع نطاق الأبحاث في الحوسبة الكمومية والتشفير الذي يمكن أن يتيح إرسال رسائل مشفرة عبر شبكات تواصل كمومية.
لكن الأمر لا يخلو من العوائق، فالفوتونات الحاملة للبتات الكمية التي تخزن المعلومات، تختفي بعد اجتيازها بضع مئات من الكيلومترات ضمن كابل الألياف الضوئية موقفةً التواصل.
شرع الباحثون في جامعة جنيف في صنع مكررات إشارة، وهي نوع من المرحلات المعتمدة جزئيًا على ذاكرة كمومية. ونُشر بحثهم في مجلة npj Quantum Information.
أشار أينشتاين إلى التراكب بصفته «حدثًا غامضًا عن بعد». سيتيح التراكب إجراء اتصالات فائقة الأمان إذ سينبه المرسل فور اعتراض رسالته، ولن يمكن نسخ الرسالة دون فك التشابك الذي يسمح بإرسال الرسالة في الأساس.
في عام 2015 نجح فريق من الباحثين من جامعة جنيف بقيادة ميكائيل أفزيليوس، المحاضر في قسم الفيزياء التطبيقية، في تخزين بت كمي محمول على فوتون في بلورة لمدة نصف ميلي ثانية. نقل الفوتون حالته الكمومية إلى ذرات البلورة قبل اختفائه، لكن الظاهرة لم تستمر بما يكفي لتشكيل شبكة البلورات الأكبر اللازمة لبناء شبكة تواصل واسعة.
«رقم قياسي في الذاكرة الكمومية»
لعل تخزين بت كمي مدة 20 ميلي ثانية هو الإنجاز العلمي الذي كان فريق أفزيليوس يطمح إليه. يقول أفزيليوس: «إنه رقم قياسي عالمي بالنسبة لذاكرة كمومية معتمدة على نظام الجوامد الذي هو في هذه الحالة بلورة. لقد تمكنا أيضًا من تخزين بت كمي ما يقارب 100 ميلي ثانية مع فقدان بسيط للدقة».
أبقى الباحثون البلورات في تجربتهم عند درجة حرارة -273.15 مئوية كي لا يضطرب تأثير التشابك.
يقول أنطونيو أورتو، زميل مرحلة ما بعد الدكتوراة في قسم الفيزياء التطبيقية بجامعة جنيف: «لقد طبقنا على البلورة حقلًا مغناطيسيًّا صغيرًا بقوة جزء بالألف من التسلا واستخدمنا أساليب فصل ديناميكية تتلخص في إرسال ترددات راديوية قوية إلى البلورة. تؤثر هذه التقنيات عبر فصل الشوارد الأرضية النادرة عن اضطرابات البيئة وزيادة الأداء التخزيني الذي عرفناه حتى الآن بنحو 40 ضعفًا».
قد تسمح نتيجة هذه التجربة بتطوير شبكات اتصالات كمومية بعيدة المدى، رغم أنه ما يزال على الباحثين إطالة زمن تخزين البت الكمي أكثر. يقول الباحثون في دراستهم: «هدفنا تطوير نظام يبلي حسنًا من جميع النواحي ويمكن تسويقه في غضون عشرة أعوام».
اقرأ أيضًا:
كميّة من المادة بحجم الأرض سُحِبت إلى ثقب أسود بسرعة لم نشاهدها من قبل
ترجمة: إيهاب عيسى
تدقيق: أحمد فواز
مراجعة: نغم رابي
