شائبة ألماسية تتحكم بالضوء وتتذكر السر الكمومي ⚡ экспресс
أظهر الباحثون أن عيب النيكل-الفراغ في الماس يمكن أن يعمل كبت كمي (كيوبت) بتماسك قياسي للتحكم البصري الكامل: أكثر من 1 ميلي ثانية عند 1.65 كلفن (يمكن بلوغها بمبرد كريوجيني مدمج). الابتكار الرئيسي هو حماية الحالة الكمومية عبر التفاعل سبين-مدار، مما يزيل المفاضلة بين التحكم والذاكرة. باستخدام الفصل الديناميكي البصري، أمكن تمديد زمن التراكب الكمومي الهش من 371 نانوثانية إلى 1.27 ميلي ثانية. الأمر أشبه بتحويل يراعة خافتة إلى منارة مستقرة للاتصالات الكمومية. يقرب هذا الاكتشاف بناء شبكات كمومية قابلة للتوسع على رقائق الماس.
تحتاج الشبكات الكمومية إلى جسيمات تطيع الضوء ولها ذاكرة طويلة. تم العثور على مثل هذا الجسيم في الألماس - وهو ذرة نيكل واحدة مدمجة في البلورة مع فراغات حولها. يمكن التحكم في دورانه فقط باستخدام نبضات ضوئية، كقائد أوركسترا يوجه الفرقة دون لمس.
في التجربة، تم الحفاظ على هذا الإيقاع بسلسلة من الومضات وفق طريقة رابي، مما يطيل الذاكرة الكمومية. ازداد زمن البقاء من 0.4 ميكروثانية إلى 1.3 ميلي ثانية - أي 3400 ضعف. في مثل هذا الوقت، يمكن لـ فوتون تحت الأحمر أن ينتقل من وسط المدينة إلى ضواحيها، وللكيوبت أن يجري مئات العمليات. ويعمل هذا عند درجة حرارة -271 مئوية في ثلاجة مختبرية عادية.
السر لا يكمن في نقاء الألماس، بل في الشائبة المتعمدة. يمكن إنتاج مثل هذه المراكز بكميات كبيرة عبر قصف الألماس بأيونات النيكل. فهي لا تحتاج إلى مغناطيسات، وتصدر في نطاق الألياف البصرية، وتبشر بعقد بسيطة للاتصال الكمومي.
🎯 إذا كان الكيوبت العادي ينسى المعلومات بنفس السرعة، فإنه سيفقدها ألف مرة في الثانية. بينما يتمكن هذا من نقل رسالة بين أحياء المدينة في ميلي ثانية واحدة.
🎬 مثل هذه الكيوبتات طويلة العمر تقربنا من الإنترنت الكمومي، الذي يشبه الأنسبل من «دورة هاينش» لأورسولا لو غوين - جهاز للاتصال الفوري عبر أي مسافة.