أوركسترا يعزف فيها كل موسيقي دوره الخاص، ومعاً يصنعون لحناً معقداً — هكذا تبدو سحابة ذرية تدور سبيناتها (لفاتها الذاتية، مثل قمم دوارة صغيرة) بشكل متزامن. عادةً، تتصرف هذه القمم الدوارة باستقلالية. لكن بمجرد وضعها بين مرآتين وإضاءتها، يحدث أمر مدهش: يبدأ الضوء والذرات في «الغناء» بتناغم، متشابكين مع بعضهما البعض.
في العمل الجديد، أظهر الفيزيائيون كيف تولد في مثل هذه المجموعة حالة «قط شرودنغر» — جسم كمومي يكون حياً وميتاً في آن واحد، أي في تراكب من حالتين متعارضتين. لكن هنا، «القط» ليس واحداً، بل يتكون من آلاف الذرات. تشير سبيناتها في نفس الوقت إلى الأعلى وإلى الأسفل. مفتاح النجاح هو العمل بالقرب من التحول الطوري الفائق الإشعاع: الأمر أشبه بأن تعزف الأوركسترا فجأة بصوت عالٍ ومنسق لدرجة أن الصوت يتجاوز حدود القاعة. في هذه اللحظة، يصبح النظام شديد الحساسية. حتى القياس الضعيف — عدّ الفوتونات الخارجة من التجويف — يسمح بـ«قص» الحالة المطلوبة من الجوقة العامة.
أجرى المؤلفون محاكاة عددية وحسابات تحليلية، مؤكدين أن هذه الطريقة تعمل. علاوة على ذلك، وجدوا صلة بإجراء «طرح الفوتونات» المعروف في البصريات — حيث يتم الحصول أيضاً على قطط، لكن لأشعة ضوئية مفردة. هنا، تلعب الإثارة الجماعية لسحابة الذرات بأكملها دور الفوتونات. هذه ليست مجرد تشبيه جميل: إنها تشير إلى قرابة عميقة بين البصريات الكمومية وفيزياء الأجسام المتعددة.
يمكن أن يصبح هذا النهج أساساً لتقنيات كمومية جديدة، حيث تُشفر المعلومات ليس في جسيمات مفردة، بل في مجموعات كاملة مقاومة للاضطرابات. ومن يدري، ربما يوماً ما ستعزف هذه «الأوركسترات» في أجهزة الكمبيوتر الكمومية أو أجهزة استشعار فائقة الدقة، وسيكون الضوء نفسه هو القائد.
حالة «قط شرنودغر» لذرة واحدة هي أمر نادر، أما لسحابة من آلاف الذرات فهي شبه يومية: هذه الأجسام تعيش لفترة أطول ويصعب التحكم بها، لأن التأثيرات الجماعية تحمي التراكب الكمومي من الاضمحلال.
في رواية «لص الكم» لهانو رايانيمي، تُستخدم الحالات الكمومية الجماعية لتخزين الوعي — مثل هذه «القطط» من جسيمات متعددة يمكن أن تكون خلايا ذاكرة مثالية في المستقبل البعيد.