قطة كمومية من 120 فوتونًا: تراكب ضوئي عياني سريع

الأصل: "Deterministic generation of cat states with more than $$100$$ photons under dissipation"
· Zhu-yao Jin, Jun Jing
arXiv:2606.03293 · 2026-06-02 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
تم إنشاء «عملة» كمومية قياسية: نبضة ضوئية من 120 فوتونًا تدور وتُظهر حالتين في آن واحد بدقة 96%.

القطة الكمومية هي حالة خاصة من الضوء، اقترح فكرتها إرفين شرودنغر في تجربته الفكرية الشهيرة. هنا، تتصرف الفوتونات مثل عملة تدور، يراها الراصد في الوقت نفسه على وجهها وظهرها — وهذا تشبيه واضح لـالتراكب الكمومي، حيث يكون النظام في حالتين متناقضتين في آن واحد. تمكن الفيزيائيون من صنع مثل هذه «العملة» من 120 فوتونًا تندفع بسرعة الضوء الأساسية داخل مصيدة ضوئية. عادةً، ينهار النظام الكبير بسرعة إلى حالة واحدة محددة بسبب نمو الاضطراب — الإنتروبيا، التي تظهر في العالم الكمومي كـفقدان الترابط، مما يدمر التراكب الهش عند التفاعل مع البيئة.

كان الحل أنيقًا: مفتاح كمومي — كيوبت، الوحدة الأساسية للمعلومات الكمومية — تم ربطه بالضوء، وطُبقت خدعة رياضية تحافظ تلقائيًا على توازن التراكب. تعمل هذه الطريقة بنشاط ضد زيادة الإنتروبيا، مما يثبت الحالة. حتى مع وجود تشويش، تجاوزت الدقة 96%، وفي الظروف المثالية تكون الطريقة مثالية. والمثير للدهشة أن الرقم القياسي السابق — 40 فوتونًا — تم تجاوزه بثلاث مرات. ستساعد مثل هذه «القطط» الكبيرة في تحديد الحدود بين عجائب الكم والعالم الكلاسيكي المألوف، وستعمل أيضًا كأجهزة استشعار فائقة الحساسية وأساسًا لحواسيب كمومية موثوقة، بالاعتماد على أعمال جون فون نيومان، الذي وضع الأساس الرياضي لميكانيكا الكم. يتم تقييم ازدواجية الحالة بتقنية خاصة ابتكرها يوجين ويغنر، مما يسمح بقياس درجة التراكب كميًا.

كان الرقم القياسي السابق لضوء القطة حوالي 40 فوتونًا. النتيجة الجديدة تزيد هذا الرقم ثلاث مرات.

في رواية «لص الكم» لهانو راجانيمي، تُستخدم الحالات الكمومية لتخزين الشخصية — قد تكون حالات القطة الكبيرة خطوة نحو مثل هذه الغرابة.

|\text{cat}\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}(|\alpha\rangle + |-\alpha\rangle)
حالة كمومية حيث يكون الضوء في طورين متعاكسين في نفس الوقت، α هي السعة، |α|² هو متوسط عدد الفوتونات (هنا > 120).
العلماء
David DeutschErwin SchrödingerJohn Stewart BellLouis de BroglieLov GroverPaul Benioff
المفاهيم
حالة قطة شرودنغر الحالة الكمومية حالات غاوسية حاسوب كمومي طوبولوجي قطة شرودنغر تطور زمني هاميلتوني تراكب عياني