التشابك الكمومي الزمني

التشابك الكمومي الزمني

هل تشعر بغرابة ميكانيكا الكم؟ تعال معنا إلى الأزمنة المتشابكة إذًا... حقوق الصورة: (bestdesigns/iStock) ما هي نظريّة الكم؟ عرفنا أخيرًا وبعد بضعة آلاف السنين من النقاش ممَ تتكون المادة، فهي جسيماتٌ صغيرةٌ تُدعى إلكترونات وكواركات Quarks، تجتمع معًا في عائلاتٍ صغيرةٍ لتكوّن الذرات،…

هل يمكن لمستقبلك أن يؤثر على ماضيك؟ هذا ما تقوله ميكانيكا الكم

هل يمكن لمستقبلك أن يؤثر على ماضيك؟ هذا ما تقوله ميكانيكا الكم

حقوق الصورة: Mikhail Leonov/Shutterstock   لا، جديًا! إنها ليست مزحة. يُمكن تفسير أحد الجوانب الأكثر غرابة لميكانيكا الكم بفكرةٍ تضاهيه غرابةً، وهي أنّ السببية يمكن أن تعمل إلى الوراء وإلى الأمام في الوقت معًا، وما قد أسماه ألبرت آينشتاين بالتأثير الشبحي عن بُعد Spooky Action…

التشابك الكمومي

التشابك الكمومي

التّشابك الكموميّ Quantum entanglement هو ظاهرةٌ في ميكانيكا الكمّ يتعيّن فيها وصف الحالة الكموميّة لجسمين أو أكثر بالإشارة للجسم الآخر، حتّى لو كانت هذه الأجسام منفصلة عن بعضها البعض في الفضاء، وهو ما يؤدّي إلى علاقة ترابطٍ بين خواصّ الأنظمة الفيزيائيّة الّتي يمكن رصدها. فعندما…

إثبات التشابك الكمومي بالعين المجردة

إثبات التشابك الكمومي بالعين المجردة

شابكَ العلماء جسمين من المستوى العياني لأول مرة. تبدو بعض الظواهر في الفيزياء الكمومية أقرب إلى السحر مثل التشابك الكمومي. وقد وصفه أينشتاين بأنه "الفعل الشبحي عن بعد" (spooky action at a distance)، وأن تسخيره قد يجعل من الانتقال الفوري حقيقة واقعة في يوم من الأيام. والتشابك…

هل الكون هولوغرام، وهل رؤيتنا للبعد الثالث وهم؟

هل الكون هولوغرام، وهل رؤيتنا للبعد الثالث وهم؟

للوهلة الأولى، ليس لدينا أدنى شك بأنّ الكون يظهر ثلاثيّ الأبعاد. فثمّة نظرية من إحدى أكثر نظريات الفيزياء إثماراً تتحدى هذا الافتراض في العقدين الأخيرين.   يؤكد المبدأ التجسيمي (holographic principle) على أن الوصف الرياضي للكون يتطلب في الواقع عدداً من الأبعاد أقل بواحد؛ وبالنسبة…

تشابك كمومي في الفضاء ورقم قياسي جديد للفيزيائيين

تشابك كمومي في الفضاء ورقم قياسي جديد للفيزيائيين

"عمل مرعب" على مسافة 1200 كم. جيما كونري GEMMA CONROY في 16 حزيران/يونيو 2017 لربّما عُدَّ التشابك الكمومي ذات مرة الفرع المخيف في عالم الفيزياء، إلا أنَّه قطع شوطاً طويلاً منذ أن وصفه آينشتاين ضاحكاً "نشاط مخيف يحصل بعيداً". فبحسب دراسة جديدة نقل العلماء فوتونات…

عصر الحوسبة الكمية وصل

عصر الحوسبة الكمية وصل

استخدام ميكانيكا الكم  يقول مارشال ماكلوهان Marshall McLuhan، وهو مختص في وضع النظريات في مجال الميديا في الجيل الماضي: "الحاسوب هو الاختراع البشري الأكثر روعة. والعجلة بالمقارنة معه هي مجرد لعبة هولا هوب hula hoop". وربما ستبدو الحواسيب الكلاسيكية في المستقبل مثل…

الجاذبية الكمومية قد تكشف الطبيعة الحقيقية للزمن

الجاذبية الكمومية قد تكشف الطبيعة الحقيقية للزمن

تواجه محاولات العلماء في توحيد ميكانيكا الكم مع النسبية الخاصة في نظريةٍ شاملة للجاذبية الكمومية مشكلةً تعرف باسم "مشكلة الزمن". في ميكانيكا الكم، الزمن كوني ومطلق، وهو دقات منتظمةٌ في عقارب الساعة تملى على التشابكات الناشئة بين الجزيئات. ولكن في النسبية العامة (نظرية الجاذبية…

إشارات تدل على وجود سائل مغزلي كمي نادر في أحد أنواع الكريستال

إشارات تدل على وجود سائل مغزلي كمي نادر في أحد أنواع الكريستال

بدأت الأمور تبدو أكثر غرابة! تمكّن الفيزيائيّون من التوصل إلى دليل على وجود نوعٍ من "الجلبة الكمومية" التي تحدث داخل نوعٍ جديد مذهلٍ من الكريستال، وذُكر أنّ ذلك قد يشير إلى تصنيف كاملٍ من المواد التي لم يتمّ اكتشافها بعد والحاوية على حالةٍ نادرة الوجود للمادة تدعى بالسائل…

إنجاز جديد للإنترنت الكمومي: النجاح في إجراء عملية نقل كمومي لمسافة بلغت 7 كم

إنجاز جديد للإنترنت الكمومي: النجاح في إجراء عملية نقل كمومي لمسافة بلغت 7 كم

خرجت مؤخراً تقنية النقل الكمومي (Quantum teleportation) من المختبر إلى العالم الحقيقي بعد نجاح فريقين مستقلين من العلماء في إرسال معلومات كمومية على امتداد عدة كيلومترات من شبكات الألياف البصرية في مدينة كالجاري الكندية ومدينة هيفي الصينية. تثبت التجربتان أن النقل الكمومي ليس حقيقياً…

5 تجارب ذهنية مجنونة استخدمها اينشتاين لصياغة نظرياته الثورية

5 تجارب ذهنية مجنونة استخدمها اينشتاين لصياغة نظرياته الثورية

ألبرت أينشتاين Albert Einstein، واحد من أهم العقول في القرن العشرين، وقد غيّر مشهد العلم إلى الأبد بتقديم مفهومات ثورية هزت فهمنا للعالم الفيزيائي. إحدى أكثر خصائص أينشتاين المميّزة هي قدرته الاستثنائية على تصوّر الأفكار العلمية المعقدة عبر تخيّل سيناريوهات من الحياة الحقيقية. وأطلق…

التشابك الكمومي: حب على المستوى دون الذري

التشابك الكمومي: حب على المستوى دون الذري

عندما نتحدث عن الحب والرومانسية فغالباً ما يخطر في بالنا روابط غامضة وغير مرئية؛ ويوجد مثل هذه الروابط في العالم دون الذري أيضاً، ويعود الفضل في ذلك إلى ظاهرة غريبة وغير مألوفة تُعرف بالتشابك الكمومي (quantum entanglement). تكمن الفكرة الأساسية لهذه الظاهرة في إمكانية ترابط…

طريقة جديدة لاكتشاف التشابك الكمومي

طريقة جديدة لاكتشاف التشابك الكمومي

استطاع باحثون في الحوسبة الكمومية، من معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا (RMIT)، تطوير طريقة جديدة أثبتت قدرتها على اكتشاف التشابك الكمومي عالي الأبعاد بشكل فعال للغاية. يُعرّف التشابك في فيزياء الكم، بأنه قدرة جسيمين أو أكثر على الارتباط ببعضهم البعض بطرق تتجاوز ما هو ممكن في قوانين…

جدل حول تفسيرات (بوم) لميكانيكا الكم

جدل حول تفسيرات (بوم) لميكانيكا الكم

أظهر بعض علماء الفيزياء في كندا-بعد دراسة كيفية انتقال الفوتونات في شق مزدوج- أن بعض الفوتونات تنتقل في مسارات غريبة تتحدى قوانين الفيزياء. لكن وبعد التدقيق في البحث تبيّن أن سلوك هذه الفوتونات المارقة يمكن تفسيره عن طريق مبدأ التشابك الكمي (quantum entanglement). ويجدر بالذكر أن…

فيزيائيون يدرسون الزمن كمومياً

فيزيائيون يدرسون الزمن كمومياً

قاست مجموعة دولية من العلماء الإنتروبي (entropy) في الأنظمة الكمومية المجهرية، وتأمل المجموعة أن يتم الكشف عن "اتجاه الزمن" الذي ينص على أن الزمن يتجه دائماً إلى المستقبل وليس إلى الماضي. تضمنت التجربة قلب اتجاه اللف الذاتي (spin) لذرات الكربون بشكلٍ متكررٍ باستخدام مجال…

البطارية الكمومية: هل يمكن شحنها بشكل أسرع؟

البطارية الكمومية: هل يمكن شحنها بشكل أسرع؟

صفيفة من البتات الكمومية يُمكن شحنها بالتوازي (B) أو بالمجمل (C). توضح النتائج أنه عندما يجري السماح بالعمليات المتشابكة في الصفيفة خلال الشحن، فإنّ معدل الشحن يزداد مع زيادة عدد البتّات الكمومية.   البطارية الكمومية هي عبارة عن نظام كمومي مثل البت الكمومي (qubit) يُخزن الطاقة…

اكتشاف طريقة جديدة لربط الحواسيب الكمومية

اكتشاف طريقة جديدة لربط الحواسيب الكمومية

اكتشف فريق بحثي دولي طريقة لربط جهازين كموميين معاً، وهو ما يسمح للفوتونات بالتحرك بين الجهازين، وفي الوقت نفسه الحفاظ على التشابك الكمومي (entanglement) الموجود. ويوضح الفريق في بحثه العلمي المنشور في مُخدم الأوراق العلمية arXiv طريقة معالجته للموضوع وآماله لجعل هذه الطريقة أدق…

حالات كمومية جيدة وحالات كمومية سيئة

حالات كمومية جيدة وحالات كمومية سيئة

رقاقة ذرية مستخدمة في التحكم بالذرات. المصدر: TU Wien من المستحيل استخلاص كل المعلومات المتعلقة بنظام كمومي كبير يتألف من مئات أو آلاف الجسيمات. والآن تسمح تقنية جديدة بوصف مثل هذه الأنظمة بدلالة حالات جداء مصفوفات مستمرة (continuous matrix product states).  باستخدام هذا التقريب…

فيزيائيون يكتشفون أن الترابط الكمومي والتشابك الكمومي وجهان لعملة واحدة

فيزيائيون يكتشفون أن الترابط الكمومي والتشابك الكمومي وجهان لعملة واحدة

نشاهد في القسم الأول جسيمين غير مترابطين ولا يُمكن تحويلهما إلى حالة تشابك باستخدام عمليات غير مترابطة، وفي القسم الثاني نشاهد إمكانية حصول ذلك عندما تمتلك حالة S ترابطًا لا يساوي الصفر، وحينها يُمكن تحويل الترابط إلى تشابك بين S وA. المصدر: Streltsov, et al   يُعتبر الترابط…

رسم الحد الفاصل بين العالم الكمومي والكلاسيكي

رسم الحد الفاصل بين العالم الكمومي والكلاسيكي

نظرية الكم هي واحدةٌ من أعظم الإنجازات العلمية للقرن العشرين، ولا زال علماء الفيزياء يكافحون لإيجاد حدٍّ واضحٍ بين العالم اليومي وما دعاه أينشتاين بالمميزات الشبحية للعالم الكمومي، بما في ذلك القطط التي يُمكنها أن تكون حيةً وميتةً في الوقت ذاته، والفوتونات التي يتصل بعضها مع بعض…