لأول مرة!! تحقيق التشابك الجزيئي بدقة عالية.. لكن كيف يمكننا الاستفادة؟

تمكن فريقان من العلماء من تشبيك زوجين من الجزيئات فائقة البرودة باستخدام "فخاخ" ضوء دقيقة، وهذا يمثل قفزة هائلة لتحقيق التشابك الكمومي المتحكم فيه للجزيئات، وهي خطوة مهمة لتحقيق إمكانيات الحوسبة الكمومية.

حاول العلماء لسنوات التغلب على تحديات استغلال الظاهرة الكمومية الغريبة والأساسية في العالم الدقيق، إذ يسمح التشابك الكمومي للجزيئات أو الجسيمات بالاتصال الحميم عبر المسافات، إذ يؤثر التغير في واحدة فورًا على الأخرى، وفي حين أن العلماء حققوا التشابك مع مختلف الجسيمات، لكن التلاعب بالجزيئات الفردية بالدقة المطلوبة لتطبيقات الحوسبة الكمومية كان أمرًا مستعصيًا.

حقق الفريقان من جامعة برنستون وهارفارد هذا الإنجاز باستخدام فخاخ الضوء الدقيقة لتشبيك أزواج من جزيئات الكالسيوم مونو فلوريد فائقة البرودة (CaF)، وهذه الفخاخ التي كانت بواسطة أشعة الليزر المركزة، سمحت للعلماء بتحديد مواقع الجزيئات، مما يمكن من تفاعل CaF واستشعار التفاعل الكهربائي على مدى بعيد، وهذا التفاعل أدى إلى تشابك الجزيئات.

الجزيئات هي كيانات معقدة مقارنةً بالذرات، لذلك فهي تقدم مجموعة من الخصائص الأصلية التي يمكن استغلالها كوحدات الكم، كما يمكن أن تتواجد في حالات متعددة في نفس الوقت، مما يوفر أساسًا للقوة الحاسوبية الكمومية، والقدرة على التشابك والتحكم في الجزيئات تفتح أفقًا جديدًا لتخزين ومعالجة المعلومات.

يُشير عالم الفيزياء يوكاي لو إلى أن الجزيء يمكنه ترميز الكم من خلال أوضاعه الاهتزازية والدورانية، وهذه التعقيدات تعد وسيلة جديدة لتخزين ومعالجة المعلومات الكمومية، مع تطبيقات تتنوع من الحوسبة المتقدمة إلى أجهزة الاستشعار الكمومية فائقة الحساسية، وهذا النجاح يُعد إنجازًا في فيزياء الكم، ويفسر تقدم العلماء نحو تطوير الحواسيب الكمومية، ويفتح آفاقًا لتقنيات الكم المبتكرة مع تطبيقات في مجالات مثل الاستشعار والحوسبة.