اكتشف علماء في جامعة كاليفورنيا للفنون التطبيقية أشكالاً جديدة من المادة الكمومية عن طريق تغيير المجالات المغناطيسية بمرور الوقت. ويُظهر هذا الإنجاز، الذي نُشرت تفاصيله في دورية Physical Review B، أن التحكم المعتمد على الزمن يمكنه إنتاج حالات كمومية مستقرة لا وجود لها في الظروف الساكنة، مما قد يسهم في تطوير الحوسبة الكمومية بجعل الأنظمة أكثر مقاومة للأخطاء.
في دراسة نُشرت في دورية Physical Review B، أثبت إيان باول، المحاضر في قسم الفيزياء بجامعة كاليفورنيا للفنون التطبيقية (Cal Poly)، والخريج حديثاً لويس بوتشالتر، أن تعريض المواد لتبدلات مغناطيسية موقوتة بعناية يفتح الباب أمام حالات كمومية غريبة. هذه الحالات، التي لا توجد في الظروف الساكنة العادية، تنشأ عن تغيير المجالات المغناطيسية بشكل دوري، كما ورد في ورقتهم البحثية بعنوان 'Flux-Switching Floquet Engineering'. ويشير مرجع الدورية إلى نشر الدراسة في عام 2026، المجلد 113، العدد 19، برقم تعريف الوثيقة الرقمي (DOI): 10.1103/c28t-x1dh. وقد وفرت جامعة كاليفورنيا للفنون التطبيقية المواد اللازمة للدراسة. ووصف باول العمل بأنه 'تقدم في فهمنا لكيفية استخدام التحكم المعتمد على الزمن لإنشاء وتنظيم أشكال جديدة من المادة الكمومية'. وأكد أن 'الخصائص الكمومية المفيدة قد لا تعتمد فقط على ماهية المادة، بل على كيفية تحفيزها زمنياً'. تعالج هذه النتائج تحدياً رئيسياً في تكنولوجيا الكم يتمثل في القابلية للتأثر بالضوضاء والعيوب التي تسبب الأخطاء. ومن خلال توقيت المجالات المغناطيسية بدقة، يقترح الباحثون تصميم أنظمة كمومية أكثر استقراراً، مع تطبيقات محتملة في الحوسبة والمحاكاة الكمومية. وأشار باول إلى أهمية الدراسة للصناعة، قائلاً: 'إن الأهمية المباشرة لدراستنا تكمن في الحوسبة والمحاكاة الكمومية'. وأضاف أن التحقق التجريبي والروابط مع أجهزة الكم الحقيقية مطلوبة لتحقيق تأثير عملي في مجالات مثل الأدوية أو التمويل. كما كشف البحث عن أنماط رياضية تشبه تلك الموجودة في الأنظمة ذات الأبعاد الأعلى، ورسم مخططاً طورياً طوبولوجياً لهذه الحالات. وقد اكتسب بوتشالتر، الذي حصل على درجة البكالوريوس في الفيزياء من جامعة كاليفورنيا للفنون التطبيقية عام 2025، خبرة بحثية عملية. وهو يخطط للحصول على ماجستير العلوم في علوم وهندسة المواد بجامعة واشنطن هذا الخريف، مع التركيز على تجارب المادة الكمومية. وقال بوتشالتر: 'أعتقد أن نتائجنا تساعد في إثبات قوة هندسة فلويك (Floquet engineering) في تحقيق أنظمة كمومية ذات خصائص قابلة للضبط بدرجة عالية'.