تجربة في كولونيا تؤكد نظرية أساسية للكيوبتات الطوبولوجية

تم التعديل بواسطة: Svitlana Velhush

في مختبر المادة الطوبولوجية بجامعة كولونيا، رأى الفيزيائيون للمرة الأولى مباشرةً حالات كمومية كانت النظرية قد تنبأت بها في عام 2008. وقد أظهر الجهاز — وهو وصلة جوزيفسون على سطح عازل طوبولوجي — تلك الحالات بالضبط، أي حالات أندرييف عالية التوصيل التي ينبغي أن تنشأ عند تفاعل الموصلية الفائقة مع الإلكترونات السطحية الطوبولوجية.

استخدم الفريق بقيادة البروفيسور يويتشي أندو (Yoichi Ando)، وبمشاركة الدكتور ياكوب شلوك وإيلا نيكوديم، مطيافية النفق. وقد قاسوا طيف الحالات داخل الوصلة بتغيير فرق الطور بين موصلين فائقين وبإخضاعها لمجال مغناطيسي. وتطابقت النتائج مع حسابات مجموعة فابيان هاسلر في جامعة الراين-وستفاليا التقنية في آخن ومع نموذج ليانغ فو وتشارلز كين.

يمرّر العازل الطوبولوجي التيار عبر سطحه فقط، ويبقى في داخله عازلاً. وعندما يُوصل هذا السطح بموصل فائق، تنشأ عند الحدود أزواج خاصة من الإلكترون والثقب — حالات أندرييف. وهي في المادة العادية تتصرف على نحو مختلف عن تصرفها على السطح الطوبولوجي: فهي هنا تبقى عالية التوصيل في نطاق واسع من كثافة الحاملات، وتتمركز في مناطق معينة من الوصلة تحت تأثير المجال المغناطيسي.

يعزز هذا الرصد الأساس النظري للحوسبة الكمومية الطوبولوجية. ففي منظومة كهذه، قد تحفظ أنماط ماجورانا الصفرية المعلومات لا موضعياً، فتحميها من التشويش والأخطاء الموضعية. وحتى الآن لم يُرصد بعد الانتقال إلى الموصلية الفائقة الطوبولوجية — أي إغلاق فجوة الطاقة وإعادة فتحها — لكن البيانات التي حُصل عليها بالفعل تطابق التنبؤات بدقة عالية.

نُشرت النتائج في 2 نوفمبر 2026 في مجلة Science Advances. ويشدد الباحثون على أن الخطوة التالية هي رفع الدقة الطاقية والزمنية للتجربة لالتقاط لحظة الانتقال الطوري الطوبولوجي نفسها.

أظهرت التجربة الفعلية في كولونيا أن سطح العازل الطوبولوجي يتصرف تماماً كما هو مطلوب للكيوبتات المستقبلية المقاومة للأخطاء، وهذا يغيّر بالفعل خريطة المسارات الممكنة نحو حاسوب كمومي طوبولوجي عملي.

1 مشاهدات

المصادر

  • Experiment supports theoretical foundation for potentially more error-resistant quantum computing

التعليقات

اقرأ المزيد من المقالات حول هذا الموضوع:

QUANTUM COMPUTER MADE PARTICLES FROM ENERGY there is a process in particle physics called string breaking. pull a quark and antiquark apart and the gluon field between them stretches like a rubber band. at some point the stored energy is enough to create a new pair of particles.

Image
Reply
هل وجدت خطأً أو عدم دقة؟سننظر في ملاحظاتك في أقرب وقت ممكن.