تخيل محاولة فك تشابك وعاء كبير من المعكرونة الاسباغيتي، لكن كل خيط من المعكرونة يتحرك باتجاه منفصل ويلتوي ويلتف على نحو يتحدى المنطق. هذا هو تحديدًا ما يعانيه الفيزيائيون عند دراسة النظم الكمية المعقدة.

لكن اليوم، طور العلماء محاكيًا كميًا، مكون من 69 كيوبت، يمكنه التعامل مع هذه التعقيدات المتشابكة.

يتكون هذا المحاكي من دوائر كهربائية دقيقة فائقة التوصيل تسمى “كيوبت”، وهي نوع من أنواع مفاتيح التحويل ذات الحساسية الشديدة، وهو ما يضفي خصوصية على المحاكي لأنه يجمع بين خاصيتين كميتين، وهما الخاصية التناظرية (الانسيابية والاستمرارية) والخاصية الرقمية (التدرج والدقة).

تتيح الخاصيتان معًا للباحثين إلقاء نظرة على السلوكيات الغريبة للنظم الكمية، وهي أشياء لا تستطيع أجهزة الكومبيوتر العادية حتى أن تتعامل معها.

وراقب الباحثون الطاقة أثناء تدفقها وانتشارها خلال النظم الكمية وقاسوا مستوى التشابك، وهو ذلك الارتباط الكمي المذهل الذي يُبقِي على الجزيئات في حالة اتصال مهما كانت متباعدة عن بعضها البعض، كما رأوا إشارات إلى تحولات نادرة في الأطوار ، والتي تحدث عندما تنقلب النظم الكمية من حالة إلى أخرى، كتجمد الماء وتحوله إلى ثلج.

وكان من أبرز النتائج نجاح الفريق في رصد إشارات لنموذج شهير ولكن تَصعُب رؤيته من نماذج التحولات، وهو (كوستيرليتس- ثاوليس)، وتسجيل الفوضى الكمية التي تصاحب حدوث هذا النموذج.

تبدو هذه الأنواع من المحاكيات الكمية أشبه بآلات الزمن والعدسات المكبرة مجتمعة في جهاز واحد، حيث تتيح للباحثين اكتشاف أمور لطالما عجز علم الفيزياء عن فهمها على مدى عقود، كسلوك المواد الكمية وكيفية تحرك الطاقة وحتى تحرك الكون نفسه.

وهذه مجرد البداية فقط.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: نظرة على المجاهر الإلكترونية