قد تحسن الحواسيب الكمومية صور الكواكب الخارجية

يُقترح استخدام الحواسيب الكمومية لتعزيز صور الكواكب الخارجية البعيدة من خلال معالجة إشارات الضوء الخافتة بفعالية أكبر. يجمع الطريقة بين أجهزة قائمة على الماس وأنظمة ذرات مبردة جداً لاستخراج تفاصيل أوضح من تدفقات فوتونات ضعيفة. يمكن أن يكشف ذلك عن توقيعات جزيئية على هذه العوالم البعيدة.

لقد حدد علماء الفلك آلاف الكواكب الخارجية خارج نظامنا الشمسي، مع تقديرات تشير إلى وجود مليارات. دراسة هذه العوالم البعيدة أمر حاسم للبحث عن الحياة خارج الأرض، لكن إشارات ضوئها الخافتة، التي غالباً ما تغمرها النجوم القريبة، تشكل تحديات كبيرة. يقترح يوهانس بوريغارد من جامعة هارفارد، مع زملائه، أن الحواسيب الكمومية يمكن أن تحول تصوير الكواكب الخارجية. تعاني الطرق التقليدية من إشارات ضعيفة تصل إلى فوتون واحد في الثانية من ملاحظة التلسكوب، وهي صعوبة أبرزها زملاء بوريغارد في ناسا. من خلال تخزين حالات الكم للفوتونات الواردة، يمكن للأجهزة الكمومية الاستفادة من خصائصها الجوهرية لإنتاج صور أكثر حدة، تمييز الكواكب عن النجوم وحتى كشف بصمات جزيئية. يبدأ النظام المقترح بجهاز كمومي مصنوع من ماسات مصممة، والذي تم اختباره لتخزين الفوتونات. سيتم نقل هذه الحالات إلى جهاز ثانٍ يستخدم ذرات مبردة جداً، وهي تقنية تظهر وعداً تجريبياً، لتشغيل خوارزميات تولد صوراً مفصلة. تشير الحسابات إلى أن هذا النهج قد يتطلب جزءاً فقط، مئات أو آلاف، من الفوتونات اللازمة للتقنيات التقليدية، متفوقاً في ظروف الإضاءة المنخفضة. يقول كوزمو لوبو من الجامعة التقنية في باري: «الفوتونات تطيع قواعد الميكانيكا الكمومية. لذا، من الطبيعي والمنطقي التحقيق في طرق كمومية لكشف ومعالجة الضوء القادم، على سبيل المثال، من الكواكب الخارجية». يعترف بتعقيد ربط الأجهزة ومراقبة أدائها، لكنه يشير إلى تطبيقات كمومية موجودة في علم الفلك، مثل ملاحظة نجم في كوكبة الكلب الأصغر. يتفق بوريغارد على أنه بينما تتقدم تقنيات الماس والذرات المبردة جداً، يظل ربطها محوراً للبحوث الجارية. يُبدي لوبو تفاؤلاً ويصف العمل بأنه «خطوة أولى مهمة» نحو تأثير الحوسبة الكمومية على التصوير وعلم الفلك. تظهر النتائج في PRX Quantum (DOI: 10.1103/s94k-929p).

مقالات ذات صلة

يشير تحليل جديد إلى أن خوارزميتي حوسبة كمومية رئيسيتين لمشكلات الكيمياء لهما استخدام عملي محدود، حتى مع تطور الأجهزة. يقترح الباحثون أن حساب مستويات طاقة الجزيئات قد لا يبرر الاستثمار في التكنولوجيا كما كان متوقعًا. هذا يتحدى الرأي القائل بأن كيمياء الكم تطبيق رئيسي للحواسيب الكمومية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

يطور فيزيائيون في جامعة تكساس إيه آند إم كاشفات حساسة للغاية لاكتشاف طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة، التي تشكلان 95% من الكون. بقيادة الدكتور روباك ماهاباترا، تهدف هذه الجهود إلى اكتشاف تفاعلات جسيمات نادرة تحدث نادراً. العمل، الذي ظهر في Applied Physics Letters، يبني على عقود من البحث في ألغاز كونية.

رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة ناسا ضباباً كثيفاً غير عادي على الكوكب الخارجي كيبلر-51 د، يحجب تكوين غلافه الجوي. يتحدى هذا الكوكب الفائق الكثافة، وهو جزء من نظام نادر منخفض الكثافة حول النجم كيبلر-51، النماذج القياسية لتكوين الكواكب. نُشرت النتائج، بقيادة باحثي ولاية بنسلفانيا، في 16 مارس في المجلة الفلكية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

طوّر فريق من العلماء طريقة جديدة للتلاعب بمواد الكم باستخدام الإكسيتونات، متجاوزين الحاجة إلى ليزرات شديدة. هذا النهج، بقيادة معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا وجامعة ستانفورد، يحقق تأثيرات فلكويت قوية بطاقة أقل بكثير، مما يقلل من خطر تلف المواد. النتائج، المنشورة في Nature Physics، تفتح مسارات نحو أجهزة كم متقدمة.

 

 

 

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض