أضواء على الأبحاث

فيزياء الكم: إخماد الحالات الكَمِّية

  • Published online:

تم رصد ذَرَّة حديد مفردة، بدقة غير مسبوقة، وهي تتخلص من "ضبابية" حالاتها الكَمِّية.

تجري الحواسيب الكمية حسابات على أساس الخصائص الكمية التي تسمح للذرات بأن تكون "ضبابية"، أي أن تكون موجودة في حالات متعددة في آن واحد. وبينما تتفاعل الذرة مع بيئتها بمرور الزمن، فإنها تفقد هذه السمة الكمية، وتشغل حالة واحدة فقط. ويحدّ فقدان الحالة الضبابية هذا من قدرات أجهزة الحاسوب الكمية.

ولِفَهْم هذه العملية بشكل أفضل، قام فريق بقيادة أندرياس هاينريش - من مركز آي. بي. إس. للعلوم الكمية النانوية في سيول- وكريستوفر لوتز - من مركز ألمادن للأبحاث، التابع لشركة «آي. بي. إم»، في مدينة سان خوسيه بولاية كاليفورنيا - باستخدام مجهر المسح النفقي؛ لدراسة ذرات الحديد المفردة. وبعد إرسال تيار من الإلكترونات خلال طرف المجهر، رأى الفريق أنه - في معظم الحالات - كان التفاعل مع إلكترون فردي كافيًا لتحويل الذَّرة إلى حالة كمية واحدة فقط.

وقد أثرت تغيرات الخصائص المغناطيسية لطرف المجهر أيضًا على طول المدة التي ظلت فيها الذَّرة في حالات كمية متعددة. ومن ثم، يمكن استخدام هذه التقنيات لتصميم وبناء هياكل نانوية، ذَرَّة بذَرَّة؛ لتحسين أداء الأجهزة الكمية، كما ذكر الباحثون.

(Sci. Adv. 4, eaaq1543 (2018