الفوتونات المتشابكة ضد الوسط العكر ✛

الأصل: "Entanglement-enabled image transmission through complex media"
arXiv:2508.14616 · 2025-08-20 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
استخدم العلماء التشابك الكمومي لنقل الصور عبر أوساط مشتتة تخفي الضوء العادي بالكامل.

الضوء العادي في المياه العكرة أو الضباب أو خلف الغبار الكوني يتشتت محولاً أي صورة إلى بقعة ضبابية. حتى قياسات السطوع الدقيقة (القياس الضوئي) لا تستطيع اختراق هذه الفوضى.

لكن يمكن أخذ زوج من الفوتونات المتشابكة. ترتبط هذه الجسيمات بخيط غير مرئي: كل ما يحدث لأحدهما ينعكس فوراً على الآخر، كمثل سبّاحَين يكرران حركاتهما بتزامن دائم. هذه الصلة الغريبة درسها جون بيل و ألان أسبيه. يُرسل أحد الفوتونين عبر مياه عكرة، بينما يُترك الآخر جانباً. رغم أن الضوء العابر يصبح غير قابل للتمييز، إلا أن معلومات الصورة لا تختفي: بل تُحفظ في حركات التوأم الذي لم يُمس. بقراءة هذه الحركات يمكن استعادة صورة واضحة كما لو أن الوسط أصبح شفافاً – لكن فقط لهذا الثنائي الكمومي.

ينشأ قناة خفية: لا يرى المراقب العادي سوى ضوضاء بيضاء، أما من يعرف إيقاع الزوج فيرى صورة واضحة. يكاد يكون من المستحيل اعتراض هذا الاتصال، ويمكن ضبطه ليناسب أي وسط مشتت، من الأنسجة البيولوجية إلى السحب.

يُستخدم التشابك الكمومي بالفعل في معاملات مصرفية فائقة السرية. ويعد الأسلوب الجديد برفع هذا الأمان ليشمل صورًا كاملة، وليس فقط مفاتيح التشفير.

E_{\text{out}} = S E_{\text{in}}
المجال الخارج يساوي مصفوفة التناثر مضروبة في المجال الداخل.
\Psi_{\text{out}} = S \Psi_{\text{in}} S^t
دالة الموجة ثنائية الفوتون الناتجة تُحصل بضرب المصفوفة الداخلة في مصفوفة التناثر من اليسار وفي منقولها من اليمين.
العلماء
Ludwig BoltzmannStephen HawkingJacob BekensteinAbner ShimonyAlain AspectAnton Zeilinger
المفاهيم
إنترنت كمومي تشابك الفوتونات تشابك ثلاثة فوتونات تشتت ضوء-ضوء تبعثر الضوء نقل البيانات وسط معكر ألياف بصرية كاميرا النفاذية مرشح ضوئي انتشار المعلومات الاتصال الآمن هولوغرافيا تصوير مقطعي تشفير النهج الهجين شبه كلاسيكي مركز البيانات