إنشاء مادة "مستحيلة" لأنظمة التحكم بالحواسيب الكمومية

الخميس ٢٥ يناير ٢٠١٨
٠١:١٦ بتوقيت غرينتش
إنشاء مادة حقق فريق دولي من الباحثين الروس والألمان نجاحًا في تصميم مواد ذات خصائص لا يمكن الحصول عليها في الطبيعة.

العالم - منوعات

ولأول مرة في العالم قام علماء من الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية "ميسيس"، وجامعة كارلسروه الألمانية، ومعهد ينا الألماني للتقنيات الضوئية تحت إشراف رئيس مختبر "مواد فائقة التوصيل" في "ميسيس" البروفسور الكسي اوستينوف، بتصميم ما يسمى كيوبت المقابل، وكذلك المادة الخارقة على أساسها. وهذه المادة الكمومية الخارقة الأولى في العالم التي يمكن استخدامها كعنصر تحكم في الدوائر الكهربائية فائقة التوصيل. علماً أن نتائج الدراسة تم نشرها في مجلة Nature Communications"."

المواد الخارقة هي مواد لا تحدد خصائصها من خلال الذرات التي تتكون منها فقط، بقدر ما تحددها البنية التي يتم جمع هذه الذرات فيها. كل بنية من هذا القبيل (يطلق عليها "ذرة خارقة") لها أحجام تبلغ مئات من العشرات أو حتى مئات نانومتر، وتتمتع بمجموعة خاصة بها من الخصائص، التي تختفي عند محاولة تقسيمها إلى مكونات.
وحتى وقت قريب، كان أحد الاختلافات الجوهرية بين الذرات والذرات الفوقية هو أن خصائص الذرات العادية يمكن وصفها بمعادلات ميكانيكا الكم، وأما الذرات الفوقية بالمعادلات الفيزيائية الكلاسيكية.

وقد أدى إنشاء الكيوبت (أصغر العناصر لتخزين المعلومات في الحاسوب الكمومي) إلى ظهور إمكانية تصميم مادة تتكون من ذرات فوقية، لا يمكن توصيف حالتها إلا من خلال الميكانيكا الكمية فقط. مع أن هذا العمل تطلب إنشاء عناصر كوبيت خاصة.

ويوضح كيريل شولغا، الباحث في مختبر "المواد فائقة التوصيل" التابع لجامعة "ميسيس" قائلاً: "يتكون الكيوبت النموذجي من دارة تتضمن ثلاثة تقاطعات جوزيفسون. في حين تتكون كيوبت المقابل من خمسة تقاطعات، متناظرة بالنسبة للمحور المركزي. كيوبت المقابل تم تصميمه من قبلنا باعتباره نظام أكثر تعقيدا من الكيوبت العادي فائق التوصيل. المنطق هنا بسيط: يتمتع النظام المعقد بشكل اصطناعي مع عدد كبير من درجات الحرية بالمزيد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على خصائصه. ومن خلال تغيير بعض المؤشرات الخارجية للبيئة التي توجد فيها المادة الخارقة، يمكن لنا أن نقوم بعملية تفعيل هذه الخصائص أو إبطالها، عبر تحويل الكيوبت المقابل من حالة أساسية مع خصائص واحدة إلى حالة أخرى.

وقد اتضح من خلال التجربة، أن المادة الخارقة، المكونة من الكيوبت المقابل يمكن أن تتحول بين وضعيتين. في إحداها، سلسلة الكيوبت هذه تمرر الإشعاع الكهرومغناطيسي بشكل جيد جدا ضمن نطاق موجات الميكروويف، في حين تبقى عنصراً كمومياً. في الوضعية الأخرى، فإنه يتم تحول مرحلة فائقة التوصيل 180 درجة وتمنع مرور الموجات الكهرومغناطيسية من خلالها. ومن المهم في هذه الحالة أنها تبقى نظاماً كمومياً.
 

0% ...

آخرالاخبار

العميد فدوي: وحدة الكلمة سرّ صمود إيران في الحرب العسكرية والاقتصادية


بلومبرغ عن مارك روته الأمين العام للناتو: لا أعتقد أن يخرج أحد من الحرب الروسية الأوكرانية منتصرا


آيزنكوت يتفوق على نتنياهو بـ67 تزكية لتشكيل الحكومة


قوات الاحتلال تداهم منزلاً خلال اقتحام مخيم عسكر الجديد شرق نابلس


الاعلام السعودي: إطلاق الإنذار المبكر في منطقة نجران للتحذير من خطر محتمل


الرئيس الصهیونی يحدد موعد الإعلان عن اسم الشخصية المكلّفة بتشكيل الحكومة المقبلة


وزير الخارجية الأمريكي ماركو روبيو لنيويورك تايمز: لا أخطط لمغادرة منصبي في إدارة ترمب


"يونيفيل": نواصل مهامنا في جنوب لبنان حتى انتهاء ولايتنا بنهاية العام الجاري


رئيس المنظمة الايرانية للحج والزيارة يبدأ زيارة الى السعودية بدعوة من نظيره السعودي


إسلامي: تهديد ترامب بشن هجوم على جبل كلنج دليل على العجز


الأكثر مشاهدة

القناة 13 "الإسرائيلية": هزيمة تاريخية لترامب في انتخابات التجديد النصفي وتداعيات خطيرة على "إسرائيل"


مصادر إعلامية: صفقة ترامب مع روسيا بشأن وقود الديزل تتوقف بسبب انخفاض مخزونات الوقود الأمريكية إلى أدنى مستوى لها منذ 20 عامًا


اعلام ألماني: العثور على وزير الاقتصاد بافاريا أيفانغر ميتا في أحد فنادق برلين


مصادر لبنانية: غارة لطيران العدو الإسرائيلي تستهدف المنطقة الواقعة بين بلدتي مركبا وطلوسة في جنوب لبنان


عراقجي يؤكد على تعزيز العلاقات بين إيران وبولندا


أكسيوس: زعيم الديمقراطيين بمجلس النواب حكيم جيفريز يعلن ترشحه لرئاسة المجلس في رسالة وجهها إلى زملائه


وكالة أنباء كوريا الشمالية: تجربة إطلاق ناجحة لمنظومة صواريخ متطورة للدفاع الجوي


الصحة اليمنية: استشهاد 7 مدنيين بينهم طفلان وإصابة 6 أطفال بجراح من جراء استهداف الطائرات السعودية منزلا غربي تعز


بقائي يرد على تصريحات وزير الخارجية الألماني


مصادر فلسطينية: تجدد المواجهات في بلدة "سلواد" شمال شرق رام الله، والاحتلال يُطلق قنابل الغاز


زعيم الأقلية الديمقراطية في مجلس الشيوخ الأميركي شاك شومر: الحرب على إيران يجب أن تنتهي وسنحاصر ترمب تشريعيا إذا لم يمتثل لإرادة الشعب