شبكة اصطناعية لفوتون واحد ⚡ экспресс
استخدم الفيزيائيون كابلًا عاديًا بطول 16 مترًا لإنشاء متاهة متشابكة من درجات ترددية للفوتونات المفردة. وهناك تتصرف جسيمات الضوء كما في لعبة الكرة والدبابيس: يمكن جعلها تقفز في اتجاه واحد أو تتأرجح بتغيير الإعدادات. يشبه ذلك تبديل المسارات في مركّب موسيقي، حيث كل مفتاح يمثل مسارًا كموميًا منفصلًا. وأي نقش ضوئي كنت سترسمه في مثل هذا الفضاء الترددي؟
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.