3 فيزيائيين يتقاسمون جائزة نوبل لعلوم الكم

ستوكهولم (السويد) (رويترز) – فاز ثلاثة علماء معا بجائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام لإثباتهم أن الجسيمات الصغيرة يمكن أن تظل متصلة على الرغم من انفصالها، وهي ظاهرة كانت مشكوك فيها ذات يوم ولكن يتم استكشافها الآن لتطبيقات محتملة في العالم الحقيقي مثل تشفير المعلومات.

الفرنسي آلان أسبكت، الأمريكي جون إف. تم الاستشهاد بجلاسر والنمساوي أنطون زيلينجر من قبل الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم لإجراء التجارب التي أثبتت أن مجال التشابكات الكمومية “المجنونة تمامًا” كان حقيقيًا للغاية. لقد أثبتوا أن الجسيمات غير المرئية مثل الفوتونات يمكن أن تصبح متشابكة أو “متشابكة” حتى عندما تفصل بينها مسافات كبيرة.
يعود الأمر كله إلى جانب من جوانب الكون الذي حير حتى ألبرت أينشتاين، وهو يربط بين المادة والضوء بطريقة معقدة ومربكة.
على الرغم من أنها منفصلة الآن، إلا أن أجزاء المعلومات أو الأشياء المجاورة لبعضها البعض لها اتصال أو علاقة – مما يتيح تشفير المعلومات أو نقلها فوريًا. والآن يثبت قمر صناعي صيني هذا الأمر، وتعتمد أجهزة الكمبيوتر الكمومية فائقة السرعة، على هذه المشكلة، على الرغم من أنها لا تزال صغيرة الحجم وغير فعالة. ويأمل آخرون أيضًا في استخدامه في المواد فائقة التوصيل.
وقال أسبيكت بعد أن تم القبض عليه وهو يتحدث عبر الهاتف مع فريق نوبل: “إنه أمر غريب حقًا”. “أقبل في صوري الذهنية شيئًا مجنونًا تمامًا.”
ومع ذلك، أظهرت تجارب الثلاثي أن هذا يحدث في الحياة الواقعية.

وقال جلاسر لوكالة أسوشيتد برس خلال مقابلة عبر تطبيق Zoom، حيث جاءت الدعوة الرسمية من الأكاديمية السويدية بعد ساعات من إبلاغ الأصدقاء ووسائل الإعلام له بالجائزة: “لماذا يحدث هذا”. “لا أفهم كيف يعمل الأمر، لكن المشكلة تبدو حقيقية للغاية.”
وقال زملاؤه الفائزون أيضًا إنهم لا يستطيعون شرح كيفية وسبب هذا التأثير. لكن كلًا منهما أجرى تجارب أكثر تعقيدًا أثبتت ذلك.
وحصل جلاسر (79 عاما) على الجائزة عن تجربة أجريت عام 1972 وساهمت في إنهاء الجدل الشهير حول ميكانيكا الكم بين أينشتاين وعالم الفيزياء الشهير نيلز بور. وصفه أينشتاين بأنه “عمل مخيف من بعيد” كان يعتقد أنه سيتم رفضه في النهاية.
قال جلاسر: “أراهن على أينشتاين”. “لكن لسوء الحظ كنت مخطئا، أينشتاين كان مخطئا، وكانت الحرب على حق.”
وقال آسبكت إن أينشتاين ربما كان مخطئًا من الناحية الفنية، لكنه يستحق الفضل الكبير في طرح السؤال الصحيح الذي أدى إلى التجارب التي أثبتت التشابك الكمي.
قال جلاسر، الذي ابتكر في الخمسينيات من القرن الماضي لعبة فيديو على كمبيوتر الأنبوب المفرغ عندما كان طالبًا في المدرسة الثانوية: “يعتقد معظم الناس أن الطبيعة مكونة من أشياء موزعة عبر المكان والزمان”. “لا يبدو أن هذا هو الحال.”
يقول عالم الفيزياء في جامعة جونز هوبكنز ن. قال بيتر ارميتاج. “إنه شيء غير مفهوم تمامًا ويتناقض تمامًا مع ما نعتقد أنه يجب أن يكون عليه العالم.”
بدأ هذا المجال بعيد المنال بالتجارب الفكرية. ولكن إلى حد ما، فإن الأفكار الفلسفية حول الكون تحمل الأمل في أجهزة كمبيوتر أكثر أمانًا وأسرع تعتمد على الفوتونات المتشابكة والمواد التي تتفاعل بغض النظر عن بعدها.
وقال زيلينجر (77 عاما) للصحفيين في فيينا “في تجاربي الأولى سألتني الصحافة أحيانا عن فوائدها.” “وقلت بفخر: لا شيء. أنا أفعل هذا من أجل المتعة فقط.”
وقال ديفيد هافيلاند، رئيس لجنة نوبل للفيزياء، إنه في التشابك الكمي، فإن إنشاء معلومات مشتركة بين فوتونين غير قريبين من بعضهما البعض “يسمح لنا بالقيام بأشياء مثل الاتصال السري بطرق لم تكن ممكنة من قبل”.
وقالت إيفا أولسن، عضو لجنة نوبل، إن المعلومات الكمومية “لها آثار واسعة ومحتملة في مجالات مثل النقل الآمن للمعلومات والحوسبة الكمومية وتكنولوجيا الاستشعار”. “لقد فتحت تنبؤاتها الباب أمام عالم آخر، وهزت أسس كيفية تفسيرنا للقياسات.”
وقال هارون سيلجاك من كلية ترينيتي في دبلن إن القمر الصناعي الصيني ميسيوس والاتصالات الآمنة التي تستخدمها بعض البنوك هي “قصة نجاح في التشابك الكمي”. وقال سيلجاك إنه من خلال استخدام الجسيم المتشابك لتوليد مفتاح التشفير، فإنه يضمن أن الشخص الذي لديه الجسيم الآخر المتشابك فقط يمكنه فك تشفير الرسالة، و”السر المشترك بين هذين الطرفين هو السر المثالي”.
وقال بروس شناير، خبير تكنولوجيا الأمن الذي يدرس في جامعة هارفارد، إن التشابك الكمي “رائع بشكل لا يصدق”، مضيفا أن المجالات الأخرى، بما في ذلك العوامل البشرية والبرمجيات، تعزز المجال الآمن بالفعل لتكنولوجيا المعلومات، وهو ما يمثل مشكلة كبيرة. وقارن تركيب باب جانبي مزود بـ 25 قفلًا بمنزل غير آمن.
وفي مؤتمر صحفي، قالت آسبكت إن تطبيقات العالم الحقيقي مثل الأقمار الصناعية “رائعة”.
وقال الفيزيائي البالغ من العمر 75 عاما: “أعتقد أننا حققنا تقدما في الحوسبة الكمومية. لا أستطيع أن أقول إننا قريبون. لا أعرف إذا كنت سأرى ذلك في حياتي. لكنني أنا رجل عجوز.
وفي حديثه عبر الهاتف في مؤتمر صحفي بعد الإعلان، قال زيلينجر، ومقره جامعة فيينا، إنه “لا يزال يشعر بالصدمة” عندما سمع أنه حصل على الجائزة.
وقد شارك جلاسر وأسبكت وزيلينجر في التكهنات بشأن جائزة نوبل لأكثر من عقد من الزمن. وفي عام 2010، فازا بجائزة وولف في إسرائيل، والتي تعتبر مقدمة محتملة لجائزة نوبل.
وقالت لجنة نوبل إن جلاسر طور نظريات الكم التي اقترحت لأول مرة في الستينيات كتجربة عملية. تمكنت آسبكت من سد ثغرة في تلك النظريات، في حين أظهر زيلينجر ظاهرة تسمى النقل الآني الكمي والتي تسمح بشكل فعال بإرسال المعلومات عبر مسافات كبيرة.
وقال زيلينجر: “باستخدام التشابك، يمكن نقل جميع المعلومات التي يحملها الجسم إلى مكان آخر حيث يتم إعادة تشكيل الجسم”. وأضاف أنه يعمل فقط مع الجزيئات الصغيرة.
وأضاف: “الأمر ليس مثل أفلام ستار تريك (حيث يوجد شخص ما) ينقل شيئًا ما، بالتأكيد ليس شخصًا، إلى مسافة ما”.
بدأ أسبوع الإعلان عن جائزة نوبل يوم الاثنين، عندما حصل العالم السويدي سفانتي بابو على جائزة في الطب لكشفه أسرار الحمض النووي للإنسان البدائي الذي قدم رؤى أساسية لنظام المناعة لدينا.
الكيمياء هي الأربعاء والأدب هو المشتري. وسيتم الإعلان عن جائزة نوبل للسلام يوم الجمعة والجائزة الاقتصادية في 10 أكتوبر.
تحمل الجوائز جائزة نقدية قدرها 10 ملايين كرونة سويدية (حوالي 900 ألف دولار) وسيتم منحها في 10 ديسمبر. وتأتي هذه الأموال من وصية مخترع الديناميت السويدي ألفريد نوبل، الذي توفي عام 1895.