البلورات الزمنية... طاقة ثورية لتشغيل الحواسيب الكمومية المستقبلية
للمرة الأولى على الإطلاق، نجح باحثون فيزيائيون تابعون لجامعة «آلتو» الفنلندية في الربط الفعلي بين «بلورة زمنية» وبين جهاز خارجي، وهو التطور الذي من شأنه أن يفتح آفاقاً ثورية وغير مسبوقة في عالم الحوسبة الكمومية (quantum computing) تحديداً.
وكان الفيزيائي الأميركي الحائز على جائزة نوبل، فرانك ويلتشيك، أول من اقترح مفهوم البلورات الزمنية، موضحاً أنها عبارة عن هياكل طاقة تتصرف بشكل متكرر من دون الحاجة إلى طاقة خارجية. ولاحقاً، تم إثبات وجودها تلك البلورات تجريبياً في العام 2016.
وأوضح البروفيسور جيري ماكينن، قائد الفريق البحثي بجامعة «آلتو»، أن «الحركة الدائمة أصبحت ممكنة في العالم الكمومي»، مبيناً أن فريق البحث استخدم تذبذبات الماغنونات في غاز هيليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة جداً فشكلت بلورة زمنية مستقرة استمرت لدقائق عدة، وهذا يُعد إنجازاً فيزيائياً كبيراً يمهد لثورة تكنولوجية.
وأضاف ماكينن أن «توفير الطاقة لأنظمة الحواسيب الكمومية أصبح ممكناً، ما يحسن الأداء ويقلل استهلاك الطاقة، وتشمل التطبيقات المستقبلية مجالات التشفير المتقدم والطب الدقيق، ويواصل البحث العلمي السعي لزيادة كفاءة هذه الأنظمة، وهذا يعد بمستقبل متقدم في مجال التكنولوجيا الكمومية».
وجرى ربط نظام لتلك البلورة الزمنية بنظام مذبذب ميكانيكي متطور، حيث تم التحكم بالتردد والسعة من خلال التفاعل بين النظامين في علاقة تشبه الإعدادات التقنيات المستخدمة في كشف الموجات الثقالية. وأكد ماكينن أن «هذا الإعداد التجريبي يقترب من الحدود الكمومية الأساسية، ما يعزز استقرار الأنظمة الكمومية».
ولوحظ خلال التجربة أن البلورات الزمنية تدوم لفترات أطول من خلايا الحوسبة الكمومية التقليدية، وهذا يجعلها مثالية لتطبيقات الذاكرة الكمومية، كما يمكن أن تدعم أجهزة استشعار فائقة الدقة.
ونُشرت الدراسة كاملة في مجلة «نيتشر كوميونيكيشنز» المرموقة، وهي تبرز التطبيقات الثورية المحتملة لهذا الاكتشاف المثير للاهتمام.
