شبح الكم في الماس

يقوم الباحثون بتحديد المواد اللازمة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تعمل في درجة حرارة الغرفة

واحد في المئة من ذرات الكربون في الماس لديها لحظة مغناطيسية ، والتي تظهر على شكل سهم أخضر. ستكون هذه الذرات هي البتات الكمومية في كمبيوتر الكم الافتراضي للماس. © جامعة شتوتغارت
قراءة بصوت عال

لقد نجح الباحثون لأول مرة في وضع اللبنات الشبكية للماس في حالات الكم المتشابكة. تشير النتائج الموجودة في "العلوم" إلى أن الماس هو مادة يمكن استخدامها لإنشاء كمبيوتر كمّي يعمل في درجة حرارة الغرفة - والذي يبدو مستحيلًا حاليًا مع أي مادة أخرى.

يصف علماء الفيزياء عالم الذرات من خلال ميكانيكا الكم. إنه أحد الخصائص المميزة لهذه الميكانيكا الكمومية التي تتيح ربط كائنين ببعضهما البعض ، على الرغم من عدم وجود تفاعل مرئي بينهما. وصف آينشتاين هذا التفاعل بأنه "عصبي" لأنه ينطبق بغض النظر عن مسافة الأشياء.

تشابك عرضة للفشل

في هذه الأثناء ، ثبت تشابك الأشياء الكمومية دون أدنى شك. تعتمد التجارب المذهلة مثل النقل عن بُعد - نسخ خصائص جسيم كمي إلى آخر - على خصوصية الطبيعة.

ومع ذلك ، هذا التأثير عادة ما يكون عرضة للغاية للفشل. لهذا السبب يتعين على الفيزيائيين التعامل مع الظروف القاسية والعمل ، على سبيل المثال ، في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق لمراقبة الحالات الكمومية المتشابكة.

التشابك في ظل الظروف المحيطة لوحظ

ليس الأمر كذلك في الماس ، كما أثبت باحثون من جامعة شتوتغارت. في تجاربهم ، أطلق العلماء أول مرة النيتروجين إلى ماس عديم اللون. هذا الشوائب يحول الماس إلى اللون الوردي قليلاً ويمكن اكتشافه في البلورة من خلال مضانه. من خلال صلابته المثلية ، يحمي شعرية الألماس ذرة النيتروجين المزروع ويسمح لها بمراقبة التأثيرات الكمومية مثل التشابك في الظروف المحيطة. عرض

نجح الباحثون في شتوتغارت في جلب مكونات شعرية الماس ، والتي تتكون من ذرات الكربون ، وتحديدا في حالات الكم المناسبة. واحد في المئة من هذه الذرات الكربون تحمل لحظة مغناطيسية. تحس ذرات الكربون هذه بالتفاعل مع ذرة النيتروجين المزروع في المنطقة المجاورة.

ذرات الكربون المستهدفة موجهة

يستخدم العلماء هذا التفاعل لمعالجة ذرات الكربون على وجه التحديد. في تجاربهم ، يمكنهم تشابك هذه الذرات. هذا أحد المتطلبات الأساسية لما يسمى بالحواسيب الكمومية ، وهي تقنية تتيح لك إنشاء أجهزة كمبيوتر فائقة السرعة.

(idw - جامعة شتوتغارت ، 09.06.2008 - DLO)