شبكة اصطناعية لفوتون واحد ⚡ экспресс
بإنشاء شبكة ترددية اصطناعية (مجموعة اصطناعية من الترددات المتساوية التباعد يمكن للفوتونات التحرك عبرها)، حقق العلماء لأول مرة تطورًا كموميًا للفوتونات المفردة في مثل هذا الهيكل. ولهذا الغرض، تم توصيل كيوبت فائق التوصيل بكابل متحد المحور من الألمنيوم بطول 16 مترًا، وقام مغير قابل للضبط يعتمد على سكويد (مقياس التداخل الكمومي فائق التوصيل) بمحاكاة الروابط والمجالات المغناطيسية. وقد لوحظت تجوالات عشوائية كمومية وتذبذبات بلوخ للفوتونات، بالإضافة إلى تحويل ترددي موجه عند التعديل السريع. والأهم أنه يمكن إعادة تشكيل الشبكة ديناميكيًا لتصبح متعددة الأبعاد، كما لو كنا نغير متاهة "كرات" الضوء أثناء حركتها. وهذا يفتح الطريق أمام محاكيات كمومية قابلة للبرمجة.
الفوتون يشبه مركبة في موقف متعدد الطوابق، حيث يمثل كل طابق تردده (لونه). عادةً ما يعلق في طابق واحد، لكن العلماء أضافوا مصعدًا — مُعدِّلًا قابلًا للبرمجة ينقل الفوتون بين الطوابق حسب الأوامر. يخلق هذا المصعد روابط بين الترددات، محولًا إياها إلى ما يشبه شبكة اصطناعية، تُذكّر بطريقة دراسة الضوء بتحليل تردداته — المطيافية.
بتغيير وضع المصعد، يمكن تحقيق تجول عشوائي للفوتون بين الطوابق، أو تأرجحه الإيقاعي صعودًا وهبوطًا، أو حركة صارمة للأعلى فقط دون عودة. في التجربة، وُلد فوتون واحد في كيوبت فائق التوصيل — وهو ذرة اصطناعية طُورت بفضل اكتشافات جون باردين — وانطلق عبر كابل طوله 16 مترًا بسرعة تقترب من سرعة الضوء. خضعت إحصائيات قفزاته للقوانين التي درسها روي غلوبر.
🎯 طول الكابل البالغ 16 مترًا ليس عشوائيًا: فقد حدد خطوة بين طوابق التردد تبلغ نحو 10 ميغاهرتز، لجعلها مميزة وقابلة للتحكم كلٍّ على حدة.