حتى العلماء يخطئون.. باحثون يثبتون بالتجربة أن أينشتاين كان مخطئاً

قام علماء في معهد التكنولوجيا بزيورخ بإجراء تجربة مبتكرة، تؤكد وجود التشابك الكمي، متحدِّين بذلك شكوك العالم ألبرت أينشتاين حول هذه الظاهرة، وذلك باستخدام دوائر فائقة التوصيل في أنبوب طوله 30 مترًا، حيث تمكن الباحثون من إجراء اختبار بيل على جسيمات الكيوبت المتشابكة، مما يفتح آفاقًا جديدة في دراسة ميكانيكا الكم.

لم يكن ألبرت أينشتاين مقتنعًا تمامًا بميكانيكا الكم، ما يشير إلى أن فهمنا لها لم يكن مكتملًا. على وجه الخصوص، أثار أينشتاين مشكلة التشابك، وهي فكرة أن الجسيم يمكن أن يتأثر بجسيم آخر لم يكن قريبًا منه.

وأظهرت التجارب منذ ذلك الحين أن التشابك الكمي ممكن بالفعل وأن جسيمين متشابكين يمكن توصيلهما عبر مسافة. الآن تؤكد ذلك تجربة جديدة، وبطريقة لم نرها من قبل.

استخدم العلماء في التجربة الجديدة أنبوبًا طوله 30 مترًا مبردًا إلى ما يقرب من الصفر المطلق لإجراء اختبار بيل: وهو قياس عشوائي على جسيمين متشابكين (بت كمي) في نفس الوقت.

تجاوزت التجربة الجديدة المحاولات السابقة من حيث المسافة والتكنولوجيا، حيث فتح استخدام الدوائر الموصلة الفائقة التوصيل الباب لتوسيع المسافة بين الجسيمات المتشابكة، كما أظهر إمكانية كبيرة في تقدم الحوسبة الكمومية.

تتضمن طريقة فريق معهد التكنولوجيا بزيورخ استخدام المئات من الدوائر الإلكترونية صغيرة الحجم في إطار التجربة، ويقول عالم الفيزياء الكمية سيمون ستورز: "من خلال نهجنا، يمكننا أن نثبت بشكل أكثر فاعلية ما هو ممكن في الإعدادات التجريبية الأخرى أن عدم المساواة لدى بيل منتهكة".

وأوضح عالم الفيزياء الكمية أن نهجهم يوفر احتمالات مثيرة للتطبيقات العملية، مثل الاتصالات المشفرة الآمنة.

تكمن أهمية هذه التجربة أيضًا في تطبيقاتها المحتملة في مجالات متعددة. فمن خلال التغلب على التحديات التي تواجه عملية بناء وضبط الألة، يعتقد الباحثون أنه يمكن تكييف التجربة للعمل على نطاق أكبر، ما يساهم في توسيع فهمنا لميكانيكا الكم.

وقال عالم فيزياء الكم أندرياس والراف: "لإزالة جميع الثغرات المحتملة من اختبار بيل، تم أخذ القياسات في وقت أقل مما يستغرقه الضوء للانتقال من طرف إلى آخر - ما يثبت عدم تبادل المعلومات بينهما".

وقد استغرق الأمر مع هذا الإعداد 110 نانوثانية للسفر أسفل الأنبوب، وتم تسجيل القياسات في فترة زمنية قصيرة تصل إلى بضعة نانوثانية أقل من الوقت الذي يستغرقه الضوء لعبور الأنبوب. كما تم تقييم أكثر من مليون قياس، باستخدام الفوتونات الميكروية لإنشاء التشابك الكمي وإظهار انتهاك عدم مساواة بيل.

تمثل هذه التجربة الانفصال الأبعد الذي تم تحقيقه على الإطلاق بين الكيوبت فائقة التوصيل المتشابكة، ويقدم آفاقًا واعدة لتكنولوجيا الكيوبت. حيث يمكن أن تمتد تطبيقات هذه التقنية إلى مجالات التواصل الكمي، والحوسبة الكمومية، كما أفاد الباحثون في ورقتهم المنشورة في مجلة Nature العلمية.

يذكر أن التجربة الأخيرة التي أجراها علماء معهد التكنولوجيا بزيورخ تعتبر دليلًا قاطعًا على وجود التشابك الكمي على مسافات بعيدة، وتنفي شكوك ألبرت أينشتاين حول هذه الظاهرة. فمن خلال استخدام الدوائر الموصلة الفائقة التوصيل وتوسيع المسافة بين الجسيمات المرتبطة، أظهر الباحثون انتهاك عدم مساواة بيل. مما يفتح الطريق أمام تطبيقات عملية في مجال الاتصالات الآمنة وتطوير الحواسيب الكمومية.