تمكن العلماء من "تجميد" أشعة الضوء لمدة دقيقة كاملة

فيما يمكن أن يكون تقدماً كبيراً في مجالات تخزين الذاكرة الكمومية ومعالجة المعلومات، تمكن باحثون ألمان من تجميد أسرع شيء على وجه الأرض: الضوء. وليس هذا فحسب، بل تمكنوا من القيام بذلك لمدة دقيقة كاملة.

فيما يمكن أن يكون تقدماً كبيراً في مجالات تخزين الذاكرة الكمومية ومعالجة المعلومات، تمكن باحثون ألمان من تجميد أسرع شيء على وجه الأرض: الضوء. وليس هذا فحسب، بل تمكنوا من القيام بذلك لمدة دقيقة كاملة.

السبب وراء اهتمام العلماء بـ "إبقاء" الضوء في مكانه هو التأكد من احتفاظه بخصائص التماسك الكمي (أي حالة المعلومات فيه) وبالتالي استخدامه لتطوير ذاكرة كمومية تعتمد على الضوء. وكلما أمكن الحفاظ على حالة الضوء مستقرة لفترة أطول، أصبحت الحالة أكثر كفاءة من حيث فائدتها للحوسبة الكمومية. ونتيجة لذلك، سيكون من الممكن استخدام اتصالات كمومية أكثر أمانًا عبر مسافات أطول.

وغني عن القول أن إيقاف الضوء ليس بالمهمة البسيطة - فلا يمكنك وضعه في الثلاجة فحسب. وأشعة الضوء هي إشعاع كهرومغناطيسي يتحرك بسرعة 300 مليون متر في الثانية. على سبيل المثال، يستطيع الضوء أن يقطع مسافة 18 مليون كيلومتر لمدة دقيقة كاملة، وهي مسافة تعادل مسافة 20 رحلة إلى القمر. وفي الوقت نفسه، يمكن إبطاء سرعة الضوء وحتى توقفها تمامًا. وفي الواقع، تمكن الباحثون بالفعل من إيقاف الضوء لمدة 16 ثانية بمساعدة الذرات الباردة. (رابط لملخص المقال).

وفي الدراسة الحالية، قام العالم جورج هاينز وفريقه البحثي بتحويل التماسك البصري إلى التماسك الذري. لقد تمكنوا من القيام بذلك بمساعدة التأثير الكمي الذي يحول وسطًا معتمًا - في هذه الحالة بلورة - إلى وسط شفاف لطيف ضيق من طيف الضوء [عملية تُعرف باسم الشفافية المستحثة الكهرومغناطيسية (EIT) ].

وجه الباحثون شعاع ليزر نحو بلورة بحيث يتم نقل الذرات التي ضربها هذا الشعاع إلى تراكب كمي من حالتين. وفي الخطوة التالية، تسبب شعاع ثانٍ في توقف إشعاع شعاع الليزر الأول، مما أدى إلى الشفافية. وبهذه الطريقة، أدى الباحثون إلى انهيار التراكب أثناء محاصرة شعاع الليزر في البلورة نفسها.

"إن النتائج الجديدة أفضل بست مرات من التجارب السابقة التي أجريت مع الغازات الذرية، وبالتالي توفر إمكانيات رائعة لتخزين الذاكرة الكمومية على المدى الطويل. في الخطوة التالية، سيحاول الباحثون استخدام مواد مختلفة لزيادة وقت تخزين المعلومات الكمومية. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية Physical Review Letters [ملخص المقال].

أخبار الدراسة