علماء من جامعة جنيف يجدون أدلة تثبت نظرية «الكم المستقبلية»

تتنبأ نظرية الكم بالتشابك؛ بأن الذرات الكثيرة قد تتشابك بسبب قوى الكم، عبر المسافات أو ضمن بنى كبيرة، وعلى الرغم من ذلك كان «التنبؤ» هو كل ما لدى العلماء حتى وقت قريب، مع عدم وجود أدلة فعلية دامغة من التجارب، لكن علماء من جامعة جنيف قدموا حديثًا أدلة تجريبية، مثبتين تشابك 16 مليون ذرة في بلورة قطرها سنتيمتر واحد.

ولم يكن تحقيق التشابك التحدي الحقيقي للفيزيائيين الذين يسعون إلى إيجاد دليل تجريبي للمفهوم، إذ يستطيع الباحثون توليد فوتونات متشابكة عبر تقسيم الفوتون، لكن رصد التشابك وتسجيله كان مستحيلًاً تقريبًا حتى اليوم.

وقال فلوريان فرويس، أحد متخصصي الفيزياء التطبيقية من جامعة جنيف: «تستحيل مراقبة عملية التشابك بين ملايين الذرات مباشرةً، لضخامة حجم البيانات التي يجب جمعها وتحليلها»، ولذلك سجل فرويس وفريقه القياسات التي استطاعوا أخذها، وضمنها ما قد يعطيهم الأدلة التي كانوا يبحثون عنها، وركزوا على الاتجاه الوحيد لضوء أُعيدَ إرساله بواسطة البلورة، وحللوا خصائصه الإحصائية، وبذلك استطاعوا إظهار تشابك 16 مليون ذرة، بدلًا من بضعة آلاف.

ومن الناحية العملية ستكون الشبكات الكمومية ضرورية لحماية البيانات مستقبلًا، لأنها تتيح إرسال إشارة والكشف عن أي اعتراض لتلك الإشارة من طرف ثالث مباشرةً؛ ولإرسال هذه الأنواع من الإشارات واستقبالها، تحتاج إلى مكررات إشارة كمومية لتوحيد الذرات المتشابكة برابطة كمومية قوية على الرغم من أن بينها مسافات كبيرة، وتحوي هذه المكررات حواجز بلورية مبردة إلى 270 درجة تحت الصفر، ومدعمة بذرات أرضية نادرة. وعندما يخترق فوتون هذه الحواجز، يحدث التشابك.

ويعد تشابك الجسيمات هو أساس مستقبل الحوسبة الكمومية والتشفير الكمومي، اللذين سيقودان كل شيء من الذكاء الاصطناعي إلى الطب الشخصي، وعلى الرغم من أنها علوم رفيعة المستوى، فكل ذلك يعتمد على تشابك الذرات على مستوى الكم الذي أثبته هذا البحث على نطاق لم نشهده سابقًا.