عالِم

David DiVincenzo

1959 – حتى الآن · الحوسبة الكمومية, فيزياء المادة المكثفة, المعلومات الكمومية
فيزيائي أمريكي معروف بصياغة معايير دي فينتشينزو، وهي قائمة بالشروط اللازمة لتحقيق الحاسوب الكمومي فعليًا. أصبحت هذه المعايير مقياسًا لمطوري أنظمة الحوسبة الكمومية حول العالم.

سيرة

حصل على الدكتوراه من جامعة بنسلفانيا، وعمل في مركز أبحاث توماس ج. واتسون في IBM وكعالم زائر في معاهد مختلفة. يشغل حاليًا منصب أستاذ في الجامعة التقنية في آخن والمشرف العلمي على أبحاث الحوسبة الكمومية في مركز يوليش للأبحاث.

اكتشافات رئيسية

💡 في البداية، صاغ دي فينتشينزو هذه المعايير للاستخدام الداخلي في IBM، لكنها نُشرت لاحقًا وغيّرت نهج الصناعة في تصميم المعالجات الكمومية.
"رأى أن الطريق إلى الحاسوب الكمومي ليس فكرة واحدة عظيمة، بل مجموعة من الخطوات الصغيرة الصائبة."
المفاهيم
التراكبالبصريات الكمومية
قوانين
مبرهنة منع الاستنساخ الكمومي
العلماء
Albert A. MichelsonAlain AspectDavid DeutschLouis de BroglieCharles TownesJohn ClauserAnton ZeilingerRoy Glauber

مقالات ذات صلة

الإنترنت الكمومي: كيف أصبح التشابك حزمة بيانات
تعد الحوسبة الكمومية بثورة، لكن قوتها الحقيقية لن تتكشف إلا عبر الشبكات. أفضل 'الأدمغة' — الكيوبتات فائقة التوصيل — تتواصل على ترددات الميكروويف. أما 'السعاة' المثاليون — الفوتونات الضوئية — فيطيرون بترددات تصل إلى مئات التيراهرتز. التوصيل المباشر مستحيل.
العقل الكمومي: لماذا لا غنى عن الفيزياء الكلاسيكية
أي فعل عاقل يبدأ بنمذجة داخلية — أي وضع خطة. وكالمهندس المعماري الذي يعدّ رسومات متعددة لتقييم خيارات التصميم، يجب على الفاعل الذي يمتلك إرادة أن ينسخ تمثيلات الواقع مرارًا ويقارن بينها. غير أن ميكانيكا الكم تفرض حظرًا أساسيًا: الاستنساخ الدقيق لحالة كمومية غير معروفة مستحيل.
انتخابات كمومية: إخفاء الهوية مضمون بقوانين الفيزياء
في أي انتخابات، هناك خطر أن يطلع أحدهم على بطاقتك. اقترح الفيزيائيون حلاً: تصويت مجهول محمي ليس بإجراءات تنظيمية أو بالثقة في الناس، بل بالقوانين الأساسية للطبيعة. «صندوق الاقتراع السحري» الخاص بهم يتعامل مع جسيمات الضوء — الفوتونات. أربعة مشاركين يؤثرون على فوتوناتهم، وكأنهم يلقون كرات ملونة في صندوق، مرتبطة بخيط غير مرئي — التشابك الكمومي.
الانتقال الكمي: دقة قياسية في الزمن الحقيقي
طرح فكرة الانتقال الكمي تشارلز بينيت، وحققها أنتون تسايلينغر. وهي تعتمد على التشابك — حيث تكون جسيمتان متزامنتين، كصفحتين تنسخان رسمًا واحدًا فورًا. لكن سابقًا كان «الحبر» ينتشر فيفسد المخطط. أما الآن فقد استخدم الفيزيائيون ضوءًا ذا تموجات خاصة (حالات غير غاوسية) لا يُشوش الخطوط. وصلت دقة النسخة إلى 97.3%.
التشابك المثالي لا يهاب التسارع اللانهائي
التشابك الكمومي هو رابطة خاصة بين الجسيمات: فهي تؤثر في بعضها بعضاً بشكل فوري، حتى لو كانت تفصل بينها سنوات ضوئية. لطالما ساد الاعتقاد بأن التسارع القوي يدمر هذه الرابطة.
الإنترنت الكمومي: من النظرية إلى الواقع
الرسائل العادية تُعترض، ولا يلاحظ أحد. ابتكر الفيزيائيون وسيلة لإنشاء سر مشترك يتحطم فورًا بنظرة دخيلة. بدلاً من الورق، تُستخدم جسيمات الضوء المفردة. هذا الارتباط الكمومي يستغل القانون: أي قياس يغير الجسم الكمومي. يشبه ذلك عملتين مرتبطتين ارتباطًا لا ينفصم. ترمي الأولى — والثانية، حتى على بُعد 100 كم، تسقط دائمًا على نفس الوجه.
النسخ الكمومي: التشفير يتحدى الحظر
وصفة خبز مكتوبة بحبر متلاشٍ: بينما تقرأها، يذوب الأصل. هكذا تتصرف الكيوبتات — أي قياس يغيرها بلا رجعة. حظر نسخها تنص عليه مبرهنة عام 1982 (Вуттерс، Зурек): يحتوي الكيوبت على энтропия — معلومات مجهولة لا يمكن ببساطة مضاعفتها. لكن يمكن إنشاء نسختين مشفرتين بمفتاح واحد.
رسالة غير قابلة للاستنساخ: كيف يخلق الحظر الأساسي في الطبيعة حماية مطلقة
في العالم الكمي يوجد حظر أساسي: من المستحيل إنشاء نسخة طبق الأصل من حالة كمية غير معروفة. هذا المبدأ، المعروف باسم نظرية منع الاستنساخ (no-cloning theorem)، تم إثباته بدقة من قبل ويليام ووترز و فويتشخ زوريك في عام 1982. لاحقًا، حول تشارلز بينيت هذا الحظر النظري إلى أداة عملية لحماية المعلومات.