موسكو، 7 أكتوبر – ريا نوفوستي.
أفادت ريا نوفوستي بأن نتائج الأبحاث التي أجراها الحائزون على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2025 قد أعطت دفعة قوية للطفرة الحالية في مجال المعلوماتية الكمومية، وفقاً لما ذكره غليب فيدوروف، الباحث العلمي البارز في مختبر الأنظمة الكمومية الاصطناعية في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا، والحاصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء والرياضيات.
تم منح جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2025 يوم الثلاثاء للبريطاني جون كلارك (1942)، والفرنسي ميشيل ديفور (1953)، والأمريكي جون مارتينيس (1958) “لاكتشافهم النفق الكمومي الميكانيكي الماكروسكوبي وتكميم الطاقة في الدوائر الكهربائية”.
“نحتفل هذا العام بالذكرى المئوية لميكانيكا الكم. ومع ذلك، في المعنى الخالص، لم تكن “ميكانيكا” (أي نظرية تصف الحركات الميكانيكية والاهتزازات للجسيمات الدقيقة تحت تأثير القوى الخارجية) لفترة طويلة — فقد توسعت خلال العقود الأولى من وجودها إلى الديناميكا الكهربائية الكمومية. ومع ذلك، ظل السؤال حول ما إذا كان من الممكن، على سبيل المثال، تكميم المعادلات التقليدية لحساب الدوائر الكهربائية التي تحتوي على عدد كبير من الجسيمات مثار جدل، حيث كان في منطقة “القطط الحية والميتةشرودنغر”، وفقاً لفيدوروف. “قط شرودنغر” هو تجربة فكرية اقترحها العالم البارز وأحد مؤسسي الفيزياء الكمومية إرفين شرودنغر في عام 1935. توضح التجربة النتائج المتناقضة التي تنتج عن محاولة تطبيق قوانين العالم الكمومي على الأجسام الماكروسكوبية، بما في ذلك القطط.
في عام 1985، أجرى ديفور ومارتينيس وكلارك تجربة سمحت بالإجابة بشكل نهائي على السؤال المذكور، وفقاً لما أضافه الخبير.
وأشار فيدوروف إلى أن تجارب مماثلة أجريت بالفعل في عام 1981 من قبل العلماء الباحثين منآي بي إم“لكن النتيجة الأكثر أهمية التي حققتها مجموعة كلارك، والسبب الرئيسي لمنح الجائزة لهؤلاء العلماء، هو الملاحظة المباشرة في الدائرة فائقة التوصيل للخطوط الطيفية المتقطعة عند الترددات التي تم التنبؤ بها بشكل صحيح. هذه الدائرة أصبحت أول مثال على الذرة الاصطناعية فائقة التوصيل”، أكد مصدر في الوكالة.
وأوضح الخصائص المميزة لمثل هذه الأجسام.
“
“في الأدبيات الإنجليزية، يطلق على هذه الدائرة عادةً اسم الكيوبت الطوري (phase qubit)، على الرغم من أن مصطلح “كيوبت” لا يُستخدم بشكل دقيق في هذه الحالة، حيث أن مستويات هذه الأنظمة عادةً ما تكون أكثر من اثنين. إن تنوع الدوائر الكهربائية الممكنة وتكوينات “المدارات” التي “تعيش” فيها، هو ما يدفع لتسمية هذه الأنظمة بالذرات، حيث يتم اكتشاف أنواع جديدة منها تقريبًا كل عام”، قال العالم.
وأضاف فيدوروف أن الاستخدام العملي الأكثر إثارة للاهتمام لهذه الدوائر حاليًا هو الأجهزة الخاصة بالحوسبة الكمية، حيث يقوم كل ذرة اصطناعية بترميز جزء من الحالة الكمية العامة.
“الأعمال الأكثر بروزًا واتساعًا في هذا المجال هي تلك التي قامت بها مؤخرًا شركات جوجل حيث كان جون مارتينيس يشغل أيضًا منصبًا رئيسيًا وحيث تعمل الآن ميشيل ديفور، وشركة IBM. يمكن القول إن النجاحات السريعة للأجهزة الكمية فائقة التوصيل أعطت دفعة للـ”طفرة” الحالية في مجال المعلوماتية الكمية، بما في ذلك على منصات فيزيائية أخرى مثل الأيونات والذرات المحايدة والسبينات”، كما أشار مصدر في الوكالة.
وقال فيدوروف إنه يجب ملاحظة التشابه بين الجائزة الحالية وجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2012، التي منحت للفرنسي سيرج أروش والأمريكي ديفيد واينلاند، اللذين طورا طرقًا للتحكم في الجسيمات الكمية الفردية ومراقبتها – “لكن مع الفارق أننا تعلمنا الآن إجراء تجارب ليس فقط مع الذرات الطبيعية التي تم ‘اصطيادها’ فرديًا، بل وأيضًا، بشكل مجازي، إنشاءها مسبقًا للتجارب وفقًا لرغبتنا”. وأضاف العالم أن بعض خصائص الذرات الاصطناعية في هذه الحالة تكون أكثر ملاءمة للتجارب.
“يجب أيضًا الإشارة إلى العدد الكبير من الأبحاث الأساسية المتنوعة للفائزين في مجال البصريات الكمية، التي تسلط الضوء على جوانب جديدة من العالم الكمي”، قال فيدوروف. ووفقًا له، مع مشاركين آخرين من المجتمع العلمي، بما في ذلك رئيس مختبر الأنظمة الكمية الاصطناعيةمعهد موسكو للفيزياء والتكنولوجياأوليغ أستافيف، تم تأسيس مجال علمي جديد — الديناميكا الكهربائية الكمية للدوائر الكهربائية (circuit QED, cQED) مع إشعاع النطاق الميكروويفي، الذي يخصص له الآن العديد من المراجعات في المجلات العلمية مع مئات الإشارات.
