علماء يكتشفون آلية جديدة للتشابك الكمي
اكتشف باحثون في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، آلية جديدة للتشابك الكمي تستمر عند درجة حرارة الغرفة. هذا الاختراق، المفصل في دراسة نشرت في 30 سبتمبر 2025، قد يمهد الطريق لتقنيات كمية عملية. الاكتشاف يتحدى الافتراضات السابقة حول استقرار التشابك.
ال تشابك الكمي، حجر الزاوية في ميكانيكا الكم حيث تتصل الجسيمات بطريقة تجعل حالة واحدة تؤثر فوراً على الأخرى بغض النظر عن المسافة، كان محصوراً لفترة طويلة في ظروف قاسية مثل درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق. ومع ذلك، يبلغ فريق بقيادة الفيزيائية الدكتورة إلينا فاسكيز في جامعة كاليفورنيا بيركلي عن استثناء مفاجئ.
الدراسة، المنشورة في مجلة Nature Physics، تصف تجارب مع مواد قائمة على الغرافين مصممة خصيصاً. 'لقد لاحظنا إشارات تشابك بقيت مترابطة عند 25 درجة مئوية، أكثر دفئاً بكثير من الإعدادات الضوئية الباردة المطلوبة سابقاً'، قالت فاسكيز في مقابلة. استخدم الباحثون طريقة إثارة بالليزر لربط الإلكترونات في المادة، مقيسي الارتباطات على مسافات تصل إلى 100 نانومتر.
تشمل النتائج الرئيسية: استمر التشابك لمدة تصل إلى 10 ميكروثانية، مقارنة بنانوثواني في محاولات سابقة عند درجة حرارة الغرفة؛ يتضمن الآلية تفاعلاً هجيناً بين الفونون والإلكترون غير موثق سابقاً؛ وعرضت المواد 85% من الدقة في التحقق من التشابك، كما أكدت اختبارات عدم مساواة بيل.
يكشف السياق الخلفي أن التقنيات الكمية، مثل الاتصال الآمن والحوسبة المتقدمة، قد حدتها هشاشة التشابك. تتطلب الموصلات الفائقة التقليدية أو مراكز فراغ النيتروجين في الماس تبريداً أقل من 4 كلفن، مما يجعل القابلية للتوسع تحدياً. يستخدم هذا النهج الجديد هياكل كربونية وفيرة، مما قد يقلل التكاليف والتعقيد.
الآثار كبيرة لمجالات مثل الاستشعار الكمي ومعالجة المعلومات. قال المؤلف المشارك الدكتور راج باتيل: 'قد يمكن هذا تمكين حساسات قائمة على التشابك للتصوير الطبي أو مراقبة البيئة دون أنظمة تبريد ضخمة'. ومع ذلك، يحذر الفريق من أن، رغم الوعد، يحتاج إلى تهذيب إضافي لتحقيق شبكات كمية قابلة للتوسع.
تم تمويل البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم وأجري على مدى عامين، مع ملاحظات أولية في أوائل 2024. لم يُلاحظ أي تناقضات في المصدر، الذي يتوافق مع التطورات الأخيرة في المواد ثنائية الأبعاد المبلغ عنها في الأدبيات المراجعة من قبل الأقران.
يضيف هذا الاكتشاف إلى الجهود المستمرة لجلب التأثيرات الكمية إلى التطبيقات اليومية، مقدم رؤية متوازنة بين الإمكانيات النظرية والعقبات العملية.