أمواج مغنطيسية بعمر مئة ضعف تُمهّد لحاسوب كمومي بحجم العملة المعدنية
مدّد علماء عمر الماغنونات من مئات النانوثوانية إلى 18 ميكروثانية، مثبتين أن الحد الفيزيائي ليس قانوناً طبيعياً بل جودة مادة، مما يُقرّب بناء دوائر كمومية مضغوطة.
في اختراق علمي بالغ الأهمية في مسار تطوير الكمبيوتر الكمومي، أعلن فريق من الباحثين عن تمديد عمر الماغنونات -وهي شبه جسيمات تمثّل تموجات المغنطة في المواد الصلبة- من مئات النانوثوانية إلى ما يصل إلى 18 ميكروثانية، أي بمقدار مئة ضعف تقريباً. ويفتح هذا الإنجاز آفاقاً واعدة نحو بناء دوائر كمومية أصغر حجماً وأكثر عملية.
ما هي الماغنونات؟
الماغنون شبه جسيم كمومي يتمثّل في تموج متناسق في مغزل إلكترونات المادة المغنطيسية. يشبه إلى حد بعيد التموجات على سطح الماء: لا تتحرك الذرات أفقياً، بل الطاقة هي ما يسير على شكل موجة. وما يجعل الماغنونات مثيرةً للاهتمام في عالم الحوسبة الكمومية هو أن طول موجتها يبلغ نانومترات قليلة، مما يجعلها أصغر بكثير من الفوتونات المستخدمة في معظم الدوائر الكمومية، وتتيح بالتالي دوائر أكثر إحكاماً.
الإنجاز التقني المزدوج
لتحقيق هذا التمديد الكبير في عمر الماغنونات، جمع الفريق البحثي بين أسلوبين: أولهما توليد ماغنونات ذات أطوال موجية قصيرة جداً أقل حساسيةً للعيوب البلورية، وثانيهما تبريد كرات من غرنت الحديد والإتريوم إلى درجة 30 ميلي-كلفن فقط، أي قرابة الصفر المطلق، باستخدام مبرّد تبريدي فائق متخصص.
والأهم من الإنجاز التقني في حد ذاته هو الاستنتاج النظري الجوهري الذي خلص إليه الباحثون: إن عمر الماغنونات لا تحدّه قوانين الفيزياء، بل تحدّه درجة نقاء المادة التي تسير فيها. وهذا يعني أن الطريق نحو ماغنونات أطول عمراً مفتوح أمام التقدم في علم المواد، وليس مسدوداً بحاجز فيزيائي أساسي.
الدلالات العملية للكمبيوتر الكمومي
تُفيد هذه النتائج في بناء ما يُعرف بـ"حافلة الكم"، أي قناة لنقل المعلومات الكمومية بين البتات الكمومية في جهاز الكمبيوتر الكمومي. إذ تصطدم هندسة الكمبيوترات الكمومية الراهنة بعقبة رئيسية: كيفية توصيل مئات أو آلاف البتات الكمومية مع الحفاظ على التماسك الكمومي لفترة كافية لإجراء العمليات الحسابية.
وفي حال نجاح الماغنونات في أداء هذا الدور، فقد يصبح الحاسوب الكمومي بمقياس عملي يتسع في قطعة نقدية بدلاً من مبنى ضخم، وهو تحول جوهري نحو إمكانية التطبيق الواسع. كما يمكن للماغنونات أن تعمل كذاكرة كمومية مؤقتة، تخزّن الحالات الكمومية للمعلومات أثناء معالجتها.
مسار متوازٍ للحوسبة الكمومية
تتسارع الاستثمارات في مجال الحوسبة الكمومية في المنطقة العربية بصورة لافتة؛ إذ تتضمن مشاريع نيوم السعودية بُعداً كمومياً واضحاً في خططها التقنية المستقبلية، وتعتزم كاوست توسيع أبحاثها في مواد الكم والمغنطيسية الدقيقة. وأي تقدم نحو كمبيوتر كمومي بحجم العملة المعدنية يعني قفزةً نوعية في إمكانية نشر هذه التقنية في البيئات الخليجية والعربية التي تتصاعد فيها متطلبات المعالجة المتقدمة لتطبيقات الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات الضخمة.
يقع هذا البحث عند التقاطع بين تقنيتين واعدتين: الحوسبة الكمومية والمغنطيسية الدقيقة. وبينما يُركّز معظم الجهود الكمومية اليوم على الفوتونات والدوائر فائقة التوصيل، تفتح الماغنونات مساراً موازياً يمكن أن يُكمل هذه التقنيات أو يُنافسها في مهام بعينها. والنتيجة قد تكون أجهزة هجينة تجمع بين نقاط قوة كل تقنية لتحقيق أداء كمومي متفوق.
المزيد من أجهزة
اكتشاف فيروس جديد ينقله القراد وراء أعراض غامضة لدى المصابين
حدد باحثون صينيون فيروساً جديداً ينقله القراد يُدعى ALTNV، وكشفوا أن العدوى المشتركة به مع فيروس آخر معروف ترفع معدل الوفيات إلى 18.4%، ما يستدعي تطوير أساليب تشخيصية أدق للتمييز بين الفيروسين.
مركبة بحجم حقيبة سفر قد تسمع صدى الكون قبل ولادة أولى النجوم
تستعد جامعة كامبريدج لإطلاق مركبة CosmoCube الصغيرة خلف القمر لرصد إشارة الهيدروجين القادمة من العصور المظلمة الكونية، في مهمة قد تكشف كيف تشكّلت أولى النجوم والمجرات بمساعدة المادة المظلمة.
تسلا تؤمّن 30 مليار دولار لتوسيع إنتاج Cybercab وOptimus
أمّنت تسلا تسهيلات ائتمانية بقيمة 30 مليار دولار من سيتي وويلز فارغو لدعم توسعها في سيارة الأجرة الذاتية Cybercab والروبوت الإنساني Optimus وشاحنة سيمي الكهربائية، دون نية السحب منها هذا العام.
لماذا لا يستغرق يوم الأرض 24 ساعة بالضبط؟ الجواب في أعماق الكوكب
كشف باحثون من جامعة ألبرتا أن تغيرات طفيفة في دوران اللب الداخلي للأرض تولّد عزم جاذبية يفسّر تذبذب طول اليوم على مدى عقود، في اكتشاف يُظهر ديناميكية غير متوقعة في أعماق الكوكب.
لماذا تُخرج نافورات قمر إنسيلادوس الجليدية أسراراً كيميائية غير متوقعة
كشفت تجارب مخبرية أن سرعة تجميد قطرات محيط إنسيلادوس تفصل أملاحه كيميائياً بشكل طبيعي، ما يسهّل على المركبات الفضائية المستقبلية كشف مؤشرات الحياة المحتملة في هذا القمر الجليدي.
هل الكون لانهائي؟ قياسات إشعاع الخلفية الكونية تكشف إجابة محيّرة
تُظهر قياسات دقيقة لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي أن الكون مسطح هندسياً، لكن العلماء يوضحون أن التسطح لا يعني بالضرورة أن الكون لانهائي الامتداد.