عالِم

Ignacio Cirac

1965– · المعلومات الكمومية, البصريات الكمومية, الحوسبة الكمومية
فيزيائي نظري إسباني، رائد في الحوسبة الكمومية والمعلومات الكمومية. طوّر مع بيتر زولر مخططًا للحاسوب الكمومي على الأيونات المحصورة. اقترح مفاهيم المكررات الكمومية للاتصالات الكمومية بعيدة المدى وطرق النمذجة الكمومية. مدير معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية.

سيرة

درس في جامعة كومبلوتنسي بمدريد. عمل في جامعة كاستيا لا مانتشا وجامعة إنسبروك، ومنذ عام 2001 يرأس قسمًا في معهد البصريات الكمومية التابع لجمعية ماكس بلانك في غارشينغ. حائز على جائزة وولف (2013) وجائزة أمير أستورياس (2006) وغيرها الكثير.

اكتشافات رئيسية

💡 يُعرف سيراك بتواضعه: بعد حصوله على جائزة وولف قال إن المكافأة الحقيقية هي فرصة العمل على ما يحبه. كما ينشط في تبسيط العلوم في البلدان الناطقة بالإسبانية.
"رأى أن ميكانيكا الكم تعلمنا أن المعلومات مادية، وأننا بدأنا ندرك عواقب ذلك."
المفاهيم
الخوارزمية الكموميةالتشابك الكمي
قوانين
مبرهنة منع الاستنساخ الكمومي
العلماء
Alain AspectDavid DeutschErwin SchrödingerNiels BohrJohn ClauserAnton ZeilingerDavid BohmCharles Bennett

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%.
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.