الجرافين

الجرافين يساعد على اكتشاف حالات كمومية جديدة تمامًا

أخطاء لا مفر منها

اعلمْ أن الكيوبتات هي الوحدة الأساسية للاتصالات الكمومية، وأنها ركيزة من ركائز الحواسيب الكمومية؛ لكنها متزعزعة جدًّا بسبب انتقالها من حالة إلى أخرى لأدنى عِلة.

لذلك انصب جزء كبير من تركيز مطوِّري الحواسيب الكمومية على تصحيح الأخطاء، إذ عليهم أن يجدوا وسيلة لإبقاء الحواسيب شغالة بكفاءة حتى إن اختل فيها أحد الكيوبتات؛ وليس هذا فقط، وإنما عليهم أيضًا أن يحققوا هذا بلا قياس للكيوبتات، لأن هذا سيُفقدها قدرتها على الوجود في عدة حالات في الوقت ذاته.

مهمة عسيرة بلا ريب، لكن فريقًا أمريكيًّا نجح بواسطة الجرافين في اكتشاف حالات كمومية جديدة تمامًا؛ ويرى أن هذا قد يؤدي إلى حواسيب كمومية لا يلزمها تصحيح أخطاء.

ساندويتش فائق

والجرافين مادة من طبقة واحدة من ذرات كربونية مصفوفة في شبكة سُداسية، استخلصها الباحثون من الجرافيت (معدن موجود في معظم أقلام الرصاص) أول مرة في 2004، ومنذ ذلك الوقت والجرافين يبهرهم بخصائصه العجيبة: فهو على الرغم من رِقّته وخِفّته هائل القوة، وموصِّل رائع للحرارة والكهرباء.

وفي هذه الدراسة، التي نُشرت نتائجها الأسبوع الماضي في مجلة نيتشر فيزكس، وضع باحثون من جامعتَيْ براون وكولومبيا طبقة جرافين على أخرى، وبينهما طبقة من مادة نتريد البورون السداسي (مادة ثنائية الأبعاد أيضًا) وغلَّفوا بها بعدئذ هذا الساندويتش الجرافيني بأكمله؛ وعندما عرَّضوه بعد ذلك لمجالات مغناطيسية قوية، وجدوا أنه ولّد حالات كمومية لم تُرَ من قبل.

الحواسيب الكمومية

هذا الاكتشاف رائع على رأي جيا لي، الأستاذ المساعد بقسم الفيزياء في جامعة براون، الذي قال في بيان صحفي «النتائج تبيِّن أن ترصيص مادتين ثنائيتَي الأبعاد ترصيصًا شديدًا يفتح في الفيزياء بابًا جديدًا تمامًا.»

لكن حتى الحالات المكتشَفة ذاتها رائعة أيضًا، ولا سيما من ناحية الدور الذي قد تلعبه في تطوير الحواسيب الكمومية؛ وعن هذا قال جيم هون، أستاذ قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة كولومبيا، في البيان الصحفي «الأهم هنا عدة حالات جديدة يُحتمل أن يكون لها دالات موجية غير أبيلية، وهي حالات لا تتفق مع نموذج الفرميونية المركَّبة التقليدي.»

جاء في البيان الصحفي أنّ الإلكترونات الموجودة في الحالات غير الأبيلية يستطيع كل منها «تذكُّر» موضعه السابق بالنسبة إلى الإلكترونات الأخرى، وهذا قد يقودنا إلى حواسيب كمومية لا تحتاج إلى تصحيح أخطاء، فنتجاوز إحدى العقبات الكبرى التي تحُول بيننا وبين الأجهزة المستقبلية الجبارة التي نسعى إليها.

– المصدر: الجرافين يساعد على اكتشاف حالات كمومية جديدة تمامًا على موقع مرصد المستقبل.

مرصد المستقبل

مرصد المستقبل هي منصة علمية عالمية لاستشراف المستقبل تعمل على تغطية آخر ما توصل له العلم وقطاع التكنولوجيا باللغة العربية بشكل يومي من خلال المقالات البحثية والإنفوجرافيك والمواد المرئية. المرصد هو ناتج شراكة استراتيجية بين مؤسسة دبي للمستقبل وشركة مرصد المستقبل ذ.ذ.م. يتكون فريق العمل من خبراء ومحللين من كلتا المؤسستين لتعزيز العلم والابتكار في المنطقة.