الفوليرين: كرة تطلق فوتوناً واحداً في كل مرة ⚡ экспресс
تُعتبر مصادر الفوتونات المفردة أساسية للحوسبة الكمومية والاتصالات الآمنة والاستشعار. يوضح هذا العمل أن جزيئات الفوليرين C60 المتاحة تجارياً والموزعة في البوليستيرين تعمل كبواعث موثوقة للفوتونات المفردة في درجة حرارة الغرفة. توفر هذه المصادر إصدار فوتونات مفردة حسب الطلب مع أزمنة حياة فلورية قصيرة، وبالتالي معدل إصدار عالٍ. تستخدم الطريقة مواد رخيصة ومتوفرة على نطاق واسع وسهلة التنفيذ، متجاوزة قيود المصادر الحالية من حيث الاستقرار والتكامل والتكلفة. تمهد النتائج الطريق لتقنيات فوتونية كمومية عملية واقتصادية وقابلة للتطوير.
الضوء العادي هو سيل من مليارات الجسيمات تتحرك بعشوائية. لكن الاتصال الكمّي يحتاج إلى ضوء يسير فرداً فرداً، كقطرات الماء من المحقنة الطبية. وجد العلماء طريقة بسيطة: أخذوا الفوليرين — كرات كربونية تشبه كرة القدم — وخلطوه بالبوليستيرين العادي (الذي تُصنع منه أكواب الاستعمال الواحد). نتج غشاء رقيق يبعث لدى إضاءته فوتونات مفردة بدقة.
السر في الفلورة — قدرة الجزيئات على التوهج بعد امتصاص الطاقة. لكن الفوليرين في البلاستيك يتصرف كصنبور مثالي: في كل مرة يتلقى فيها حصة من الضوء، يطلق فوتوناً واحداً بالضبط. لا أكثر ولا أقل. هذا المصدر لا يحتاج إلى مبرّدات أو ليزرات معقدة — إنه يعمل في درجة حرارة الغرفة.
مثل هذه المصادر هي المفتاح للتشفير الكمّي (نقل بيانات آمن تماماً) والحواسيب الكمّية. الفوليرين رخيص ومستقر ويسهل دمجه في الألياف البصرية — الخيوط الزجاجية التي يسير عبرها الإنترنت. قريباً، قد تحمي قطعة بلاستيكية تحوي كرات كربونية بياناتك من أي اختراق. ولقد رُصد الفوليرين أول مرة في سناج الشمعة العادية — والآن هو يجعل الاتصال الكمّي في متناول الحياة اليومية.
🎯 تم التنبؤ بالفوليرين C60 قبل فترة طويلة من تصنيعه، بل ويوجد في الطبيعة — مثلاً في سناج الشموع.