الضوء الذي تبعثه الذرة ليس مجرد وميض. إنه يحمل بصمة الحالة التي كانت عليها الذرة لحظة الانبعاث. أخذ الفيزيائيون كيوبتًا فائق التوصيل — ذرة اصطناعية بحجم رقاقة إلكترونية — وجعلوه يضيء في دليل موجي مفتوح، مثل مصباح في ممر طويل. ثم التقطوا كل فوتون وراقبوا كيف يتغير طوره.

التراكب الكمومي هو أن تكون الذرة في حالتين في آن واحد، مثل عملة تدور ولم تسقط بعد على وجه أو نقش. واتضح أن إحصائيات أطوار الفوتونات المنبعثة تحفظ هذه الازدواجية. حتى لو كان الضجيج كبيرًا، يظل توزيع الأطوار مميزًا: فهو أوسع من توزيع الحالة العادية "الساقطة".

مع مرور الوقت، تتباطأ العملة الكمومية وتسقط: يفقد الكيوبت ترابطه. رأى العلماء ذلك من خلال علامتين. غلاف الإشارة — السطوع الكلي للوميض — ينحسر، وهذا يُظهر مدى سرعة تخلص الكيوبت من طاقته. أما توزيع الأطوار فيصبح أوسع، مما يشير إلى فقدان الترابط الخالص — العملية التي تنتقل فيها المعلومات الكمومية إلى المحيط دون تغيير الطاقة.

إحصائيات الأطوار تبين أنها مسبار كمي مباشر للترابط. هذه الطريقة تسمح بمراقبة صحة الكيوبت بمجرد النظر إلى الضوء المنبعث منه. وهذا مهم للحواسيب الكمومية، حيث يجب أن يبقى كل كيوبت في تراكب لأطول فترة ممكنة.

اتضح أن الضوء مرآة للعالم الكمومي: فهو يعيد إلينا تاريخ الذرة لحظة انبعاثها. وكلما دققنا النظر في الطور، رأينا بوضوح أكبر كيف تسقط العملة الكمومية الهشة على الطاولة.