ليزر يُشعل شرارات كمومية في كربيد السيليكون ✎ سريع

الأصل: "Laser-induced creation of coherent V2 centers in bulk-grown silicon carbide"
arXiv:2603.23603 · 2026-03-24 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
ومضة قصيرة من الأشعة فوق البنفسجية تحوّل بلورة عادية إلى حشد من خلايا الذاكرة الكمومية.

شعاع ليزر صغير يلامس البلورة للحظة — وفجأة، وكأنه بسحر، تتوهج شرارات كمومية منفردة في الداخل. هذا ليس خدعة، بل طريقة جديدة لإنشاء الكويبتات (qubits) — خلايا العمل لحواسيب الكم المستقبلية. المادة هي كربيد السيليكون، وهي نفسها المستخدمة بالفعل في إلكترونيات القدرة والثنائيات الباعثة للضوء. تحتوي على نقاط خاصة — عيوب حيث تكون الشبكة البلورية مضطربة قليلًا. أحد هذه العيوب، مركز V2، يتصرف مثل ذرة معزولة: يمكنه تخزين المعلومات الكمومية وتبادلها عبر الضوء.

سابقًا، كان لا بد من البحث عن هذه العيوب بين تلك التي تنشأ عشوائيًا، مما جعل الإنتاج بطيئًا وغير متوقع. الآن، يأخذ الباحثون أعمدة نانوية جاهزة من كربيد السيليكون ويعرضونها لنبضات قصيرة من ليزر فوق بنفسجي. يزيح الضوء ذرات الكربون، وفي مكانها تظهر مراكز V2. يزداد عدد العيوب أحد عشر ضعفًا، وجودتها لا تقل عن الطبيعية: خطوط بصرية ضيقة ومغزل مستقر — ما يلزم لاتصال كمومي موثوق.

نبضة الليزر الواحدة تستمر أقل من جزء من مليار من الثانية، لكنها تنشئ عيبًا يخزن الحالة الكمومية لميلي ثانية — أطول بمليون مرة.

أظهر الفحص أن زمن تماسك المغزل (المدة التي "يتذكر" فيها الكيوبت حالته) يصل إلى 3.6 ميلي ثانية. هذا مشابه لأفضل العينات المزروعة خصيصًا. تعمل الطريقة مباشرة في الأجهزة الجاهزة — لا حاجة لتفكيك الشريحة أو إعادة بنائها. يمكن توجيه الليزر بدقة إلى المكان المطلوب، مثل قلم يضيف التفاصيل المفقودة في آلية مجمعة بالفعل.

كربيد السيليكون رخيص ويُنتج على نطاق صناعي، على عكس الألماس — مادة أخرى شائعة للعيوب الكمومية. إذا أمكن طباعة الكيوبتات بالليزر على خط إنتاج، ستصبح الشبكات الكمومية أقرب إلى الواقع. الشرارة التي يشعلها الشعاع قد تكون أساسًا لاتصالات آمنة وحوسبة فائقة.

كربيد السيليكون هو نفس المادة التي تصنع منها أقراص المكابح للسيارات الرياضية ومرايا التلسكوبات الفضائية. الآن سيفيد أيضًا في الإلكترونيات الكمومية.

العلماء
David DeutschErwin SchrödingerJohn Stewart BellLouis de BroglieLov GroverPaul Benioff
المفاهيم
ليزر فوق بنفسجي اختراع الليزر ليزر