جسر كمومي بين الروبيديوم والسيزيوم سريع
الحاسوب الكمومي يشبه أوركسترا، حيث يعزف كل موسيقي دوره الخاص، لكن يجب أن يتناغم الجميع. حتى الآن، بُنيت معظم الدوائر الكمومية من ذرات متطابقة — كما لو كانت الأوركسترا تضم كمانات فقط. الآن، علّم الفيزيائيون عنصرين مختلفين العمل معًا: الروبيديوم والسيزيوم. بينهما أجروا عملية تشابك — وهي رابطة كمومية خاصة، حيث تؤثر حالة ذرة واحدة فورًا على الأخرى، أينما كانت. بلغت دقة العملية 97.5% — من بين مئة محاولة، تفشل محاولتان أو ثلاث فقط.
لماذا نخلط ذرات مختلفة؟ اتضح أن هذا يسمح بحل مشكلة قديمة: كيفية التحقق مما إذا كان الحاسوب الكمومي قد أخطأ دون تدمير حالته الهشة. عادةً، أي قياس "يطوي" النظام الكمومي، مثل لمس فقاعة صابون. لكن إذا استخدمنا نوعًا واحدًا من الذرات (السيزيوم) للحساب، ونوعًا آخر (الروبيديوم) كـ"مسبار" لطيف، يمكننا النظر إلى النظام دون كسره. هذه الطريقة تسمى القياس غير المُتلِف، وقد نجحت في التجربة: لمجموعات من ذرتين وثلاث ذرات، بلغت دقة فحص الأخطاء 93% و86%.
هذا كما لو ظهر في الأوركسترا مُضبِط، يستمع إلى كل كمان أثناء العزف ويضبط الوتر المشدود بهدوء دون إيقاف الحفل. في الحوسبة الكمومية، الأخطاء حتمية — فالذرات تنحرف بسبب أدنى تشويش. الآن هناك طريقة لالتقاط هذه الأعطال أثناء الطيران وتصحيحها دون مقاطعة الحساب. الدقة ما زالت بعيدة عن المثالية، لكن المبدأ يعمل، وهذا يفتح الطريق أمام حواسيب كمومية قادرة على حل مشكلات لا تستطيع الآلات العادية الوصول إليها.
أمامنا الكثير من العمل: نحتاج إلى رفع دقة العمليات وتعلم دمج مئات الذرات في دائرة كمومية واحدة. لكن أول جسر بين عناصر مختلفة قد بُني، والأوركسترا تعزف بثقة أكبر قليلًا.
يُستخدم السيزيوم في أدق الساعات الذرية في العالم: تُعرَّف الثانية بناءً على اهتزازات هذا العنصر تحديدًا. أما الروبيديوم، فيُستخدم في ساعات أصغر وأرخص، موجودة في أقمار الملاحة.
في مسلسل «المطوّرون» (Devs)، يُبنى الحاسوب الكمومي من العديد من الكيوبتات المختلفة، ويواجه الأبطال عدم استقرارها — تمامًا كما في هذا العمل، لكن في الواقع يحدث كل شيء على طاولة بها ليزر وغرفة تفريغ.