الدوامة المغناطيسية تتحول إلى بت كمي ⚡ экспресс
الدوامات العادية من نوع أبريكوسوف في الموصلات الفائقة تبدد الطاقة وتتصرف كأجسام كلاسيكية. ولكن في الأغشية الحبيبية، تظهر الدوامات المحتجزة في مصائد طبيعة كمومية: تصبح أنظمة ذات مستويين مع أزمنة تماسك كمومي تصل إلى ميكروثانية وأزمنة استرخاء حتى أجزاء من الميلي ثانية. باستخدام طرق الكهروديناميكا الكمومية للدوائر، تمكن العلماء من التحكم في تبديل حالات الدوامات وقراءتها دون إتلاف. هذا يشبه الذرات الاصطناعية، لكنها تتشكل بفعل العشوائية الطبيعية للوسط، مما يفتح الطريق أمام الحوسبة الكمومية والمستشعرات فائقة الحساسية القائمة على الدوامات.
الدوامات المغناطيسية في الموصلات الفائقة، مثل الدوامات في الماء، عادة ما تبدد الطاقة وتختفي بسرعة بسبب الاحتكاك الداخلي — الانحلال (التبدد). وهذا يعيق استخدامها في الرقاقات الكمومية. ولكن في غشاء مصنوع من حبيبات الألمنيوم الدقيقة، تعلق الدوامة وتصبح أشبه بدوامة في بئر ضيق — حيث تدور إما في اتجاه أو في الاتجاه المعاكس. الطبيعة الكمومية تسمح لها بالدوران في كلا الاتجاهين في آنٍ واحد، إلى أن يتم إجراء القياس. هذه الحياة المزدوجة تدوم لأجزاء من الثانية — وهي مدة طويلة بشكل لا يصدق في العالم المجهري. لقد تعلم العلماء كيفية تبديل الدوامات باستخدام نبضات الموجات الدقيقة (التحليل الطيفي) وقراءة حالتها دون فقدان. كل دوامة تحمل بالضبط كمًا واحدًا من التدفق المغناطيسي — أي جزء من مليار من المجال المغناطيسي للأرض. إن فكرة أليكسي كيتاييف باستخدام مثل هذه الهياكل للحوسبة الكمومية المقاومة للضوضاء قد تلقت تأكيدًا مباشرًا.
🎯 تحمل كل دوامة من هذا النوع كمًا واحدًا فقط من التدفق المغناطيسي — حوالي جزء من مليار من المجال المغناطيسي للأرض.