التشابك الكمي على شريحة: 80 كم دون خسائر سريع

الأصل: "Chip-to-chip entanglement distribution over 80-km multicore fiber link"
arXiv:2604.26791 · 2026-04-29 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
شريحتا سيليكون تتبادلان فوتونات متشابكة عبر ألياف بصرية بطول 80 كيلومترًا.

صندوقان بريديان في طرفي مدينة. تضع رسالة في أحدهما، فتظهر رسالة مطابقة فورًا في الآخر. هكذا تقريبًا يعمل التشابك الكمي: جسيمان يتصرفان ككيان واحد حتى لو فُصلا عن بعضهما مسافات شاسعة. لكن حتى وقت قريب، كان الحفاظ على هذا الارتباط ممكنًا فقط داخل غرفة واحدة أو على طاولة مختبر. بمجرد أن تُبعد الجسيمات حقًا، كان الارتباط ينقطع.

في العمل الجديد، أخذ العلماء شريحتي سيليكون صغيرتين — مرسل ومستقبل — وربطوهما بألياف بصرية طولها 80 كيلومترًا. على شريحة المرسل، وُلدت أزواج من الفوتونات متشابكة بطريقة خاصة: ليس عبر الاستقطاب (مثل الضوء عبر النظارات)، بل عبر المسار الذي تسلكه داخل الدائرة. هذا يشبه قطرتين تسقطان دائمًا في النقطة نفسها، حتى لو رُشتا من قارورتين مختلفتين. سابقًا، لم تنجح هذه الحيلة مع "المسارات" على مسافات طويلة: أدنى اهتزاز في الألياف كان يخل بالترابط.

80 كيلومترًا تعادل تقريبًا المسافة من موسكو إلى سيرغييف بوساد. طوال هذه المدة، طارت الفوتونات عبر ألياف بصرية مزدوجة، حيث لُفت الألياف بطريقة تعوض أي تشويش.

للتحقق من عدم ضياع التشابك في الطريق، قاس الباحثون ما يسمى دقة حالة بيل — مؤشر على مدى بقاء الجسيمين "كيانًا واحدًا". بلغت 85.7%، وهي أعلى بكثير من الحد الكلاسيكي البالغ 50%، والذي يمكن تحقيقه دون أي سحر كمي. ثم على المنصة نفسها، شغلوا بروتوكول التشفير الكمي BBM92 وحصلوا على مفتاح موثوق بمعدل 2 بت في الثانية. بطيء، لكنه محمي تمامًا: أي محاولة للتنصت ستدمر التشابك فورًا وتفضح الجاسوس.

في الإنترنت العادي، البتات هي مجرد 0 أو 1. في المفتاح الكمي، كل بت مرتبط بحالة الجسيم، ولا يمكن قراءته دون أن يُكتشف الأمر — مثل محاولة النظر داخل ظرف مختوم دون ترك أثر.

وهكذا، أثبتت شرائح السيليكون، المشابهة لتلك الموجودة في حواسيبنا، لأول مرة أن التشابك يمكن نقله بين المدن دون الحاجة إلى أجهزة مختبرية ضخمة. هذه ليست مجرد تجربة جميلة، بل إعلان عن شبكات كمية مستقبلية، حيث تُنقل المعلومات مع ضمان عدم اعتراضها. فالأهم في مثل هذه الشبكة ليس السرعة، بل الثقة.

سرعة 2 بت في الثانية تبدو مضحكة مقارنة بميغابتات الإنترنت المنزلي، لكنها كافية بالفعل لتحديث مفتاح التشفير مرة كل دقيقة للمحادثات فائقة السرية.

في مسلسل «الفضاء»، يُستخدم التشابك الكمي للاتصال الفوري بين السفن، لكنه في الواقع لا ينقل المعلومات أسرع من الضوء — لكنه يجعلها محصنة ضد الاعتراض.

العلماء
William WoottersJohn Stewart BellErwin SchrödingerAlain AspectDavid DeutschNiels Bohr
المفاهيم
شبكة التشابك الكمي التشابك الكمومي الأقصى رقاقة أزواج فوتونات متشابكة حالات بيل ألياف بصرية رقاقة السيليكون دارة ضوئية متكاملة الاتصال الآمن تشفير انتشار المعلومات زوج فوتوني انتشار الخطأ اختبار بيل فقدان الترابط الكمومي نقل البيانات اتصال بصري مفتاح بصري اقتران إخلاص