إعلان للموقع الإلكتروني فريق مختبر الاتصالات الكمية التابع لمركز بحوث الكوانتوم يدرس التشابك الكمي للفوتونات

May 17, 2022
QRC’s QComms Team Studies Quantum Entanglement of Photons

 

يعمل الباحثون في مختبر الاتصالات الكمية التابع لمركز بحوث الكوانتوم على صناعة جيل جديد من أجهزة الاتصالات الآمنة التي تسخر الخصائص الكمية للضوء. وتعمل هذه الأجهزة على وجه التحديد عن طريق معالجة التشابك الكمي المطبق على أزواج من الفوتونات أو جسيمات الضوء. وفي الآونة الأخيرة، حقق فريق مركز بحوث الكوانتوم إنجازاً تكنولوجيا غاية في الأهمية، إذ برهن على خرق "متباينة بيل" باستخدام أزواج من الفوتونات المتشابكة المستقطبة.

وقد تطور التشابك الكمي منذ اكتشافه من فضول فلسفي إلى مورد هندسي ثمين. ويوضح الدكتور جيمس غريف، مدير مختبر الاتصالات الكمية، أن علماء الفيزياء اهتموا في البداية بأساسيات التشابك الكمي أثناء عملهم على ميكانيكا عالم الكم في أوائل القرن العشرين. ووجدوا أن الوصف الصحيح للأنظمة دون الذرية يتطلب منهم الاعتماد على ما يُعرف بالحالة الكمية. وتصف الحالة الكمية احتمالية قياس خاصية معينة للجسيم، مثل موضعه أو زخمه أو لونه أو دورانه. وفوجئ الفيزيائيون باكتشاف أن هذه الخصائص يمكن أن توجد في مجموعات متناقضة ظاهريا، تُعرف باسم التراكبات الكمية. وكان الأكثر إثارة للدهشة ملاحظة أن هذه التراكبات يمكن أن تمتد عبر جسيمات متعددة، والتي تشترك في حالة كمية متلازمة. وقد أطلقوا على هذه الظواهر اسم "التشابك".

وعندما توجد الجسيمات في حالة التشابك، فإن الملاحظات المسجلة عن أحدها ستوفر تلقائيا معلومات عن الآخر، بغض النظر عن المسافة بينهما. فأي إجراء على جسيم واحد سيؤثر على الفور في الآخر في النظام المتشابك. ويعمل باحثو مركز بحوث الكوانتوم على تسخير هذه التأثيرات في مخططات التوزيع فائق الأمان لتعزيز الاتصال الآمن.

تناولت نظرية بيل لا مكانية الجسيمات المتشابكة، من خلال دراسة الارتباطات الملحوظة في نتائج التجارب المتباعدة، عندما توصف بأية إشارات محلية. وأدرك بيل أن ميكانيكا الكم تتنبأ بالنتائج التي تخرق هذا التباين، مصحوبة بتبعات مهمة. وعندما سجلت التجارب لأول مرة أدلة على هذه الخروق في السبعينيات والثمانينيات، أصبح من الواضح أن فيزياء عالمنا يجب ألا تكون محلية بطريقة أو بأخرى.

واليوم، يعدّ خرق متباينة بيل معيارا مهما لمصدر الفوتون المتشابك، مما يوفر نوعا من "فحص الصحة الكمية". ومع هذا الإنجاز الأخير، يمكن لفريق مركز بحوث الكوانتوم ضمان جاهزية أجهزتهم للتطبيق.

More News
مرر للأسفل لاكتشاف المزيد