تمكن الباحثون من إيقاف شعاع ضوئي لجزء من الثانية* وهي خطوة مهمة نحو الحوسبة الكمومية والتشفير الكمي
يزعم الفيزيائيون أنهم أوقفوا شعاعًا من الضوء توقفًا تامًا، على سبيل المثال، جسيمًا ثانيًا ثم تركوه يتابع طريقه.. فريق من جامعة هارفارد أوقف نبضة من الضوء دون أن يأخذ منه كل طاقته. ذكرت ذلك مجلة نيتشر. إن التحكم في سرعة جسيمات الضوء، المعروفة بالفوتونات، لتخزين البيانات ومعالجتها يمكن أن يؤدي إلى تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
في تجربة أجريت عام 2001، تم تخزين نبضات الضوء لفترة قصيرة عندما تم التقاط جزيئات الضوء بواسطة ذرات في الغاز. وفي تجربة هارفارد تم تحقيق ذلك عن طريق إيقاف الضوء وطاقته في نوع من التجميد.
ينتقل الضوء عادةً بسرعة 299,792 كيلومترًا في الثانية، لكنه يتباطأ عندما يمر عبر بعض المواد مثل الزجاج. أطلق الفريق شعاعًا ضوئيًا على شكل نبضة عبر أسطوانة زجاجية محكمة الغلق تحتوي على غاز يحتوي على ذرات عنصر الروبيديوم، مضاء بإشعاع قوي من الضوء يُعرف باسم إشعاع التحكم. أثناء انتقال النبض عبر غاز الروبيديوم، قام الباحثون بإيقاف تشغيل شعاع التحكم، مما أدى إلى إنشاء طبعة ثلاثية الأبعاد لإشارة النبض على ذرات الروبيديوم.
تحولت الأساليب التجريبية السابقة بعد ذلك إلى شعاع تحكم واحد لإعادة إنشاء نبضة الإشارة، والتي استمرت بعد ذلك في طريقها. على أية حال، في هذه الدراسة، عمل الباحثون على نبضتي تحكم خلقتا نمط تداخل يتصرف مثل كومة من المرايا. وبينما تحاول النبضة المتجددة مواصلة مسارها داخل الأسطوانة الزجاجية، تتحرك الفوتونات ذهابًا وإيابًا، لكن النبضة ككل تظل مستقرة. في الواقع، تجمد شعاع الضوء، وتمكن الباحثون من إبقاء الفوتونات محاصرة بهذه الطريقة لمدة 10-20 ميكروثانية.
أجرى البحث ميخائيل لوكين، وميكال باجسي، وألكسندر زيبروف من قسم الفيزياء بجامعة هارفارد، في كامبريدج، ماساتشوستس.
نقلة نوعية
ويقول بيجكسي إن التطبيقات عن بعد للتحكم في الضوء يمكن أن تشكل الأساس لأجهزة الكمبيوتر الكمومية. "في أجهزة الكمبيوتر الكمومية، يمكن نقل البيانات من فوتون إلى فوتون إلى فوتون. ومن أجل السماح للفوتونات بالتواصل مع بعضها البعض، عليك التحكم في العملية بعناية شديدة." قال.
ويقول البروفيسور سهيل الزبيري، عالم الفيزياء في جامعة تكساس إيه آند إم، إن الإنجاز الذي حققه فريق هارفارد كان خطوة مهمة نحو ظهور الحوسبة الكمومية والتشفير الكمي. قد يوفر التشفير الكمي شكلاً آمنًا من التشفير الإلكتروني، لأن عملية التنصت على رسالة إلكترونية ستتسبب في حدوث أخطاء في الرسالة المنسوخة والتعتيم عليها. وهذا سيجعل من الممكن تبادل المفاتيح على قناة عامة، وهو أمر مستحيل القيام به في الأنظمة الكلاسيكية التي يمكن فك شفرتها من خلال التنصت على المكالمات الهاتفية. وقال البروفيسور زوبيري: "باستخدام التشفير الكمي، يمكنك دائمًا معرفة ما إذا كان شخص آخر ينظر إلى رسالتك".
للحصول على الأخبار في بي بي سي
