اكتشاف مواد جديدة لبناء حواسيب كمية

عندما يتحدّث العالم عن الجيل الجديد من الحواسيب، فهم يشيرون إلى واحد من هذين الاثنين الحاسبات الكمية- وهي اجهزة ستمتلك سرعات معالجة عظيمة جداً بفضل اضافة التراكب الكمّي الى اللغة الثنائية- والحواسيب الضوئية، والتي ستنقل البيانات بسرعة الضوء دون خسارة للطاقة الناتجة من الحرارة في الحواسيب الالكترونية التقليدية.
كِلا هذين النوعين من شأنهما عمل ثورة في عالم الحواسيب التي نعرفها، في هذهِ الأثناء اكتشف العلماء في جامعة سيدني مادة لديها القدرة على الجمع بين كل من تلك القدرات في حاسوب واحد خارق في المستقبل. وهذهِ المادّة هي طبقات من نتريد البورون السداسية -اسمها صعب النطق-  ولكن مايجب أن تعلمه حول هذه المادة هي أن سمكها هو سمك ذرة واحدة فقط، تماماً مثل الجرافين (مادة ثنائية الأبعاد) لدى هذهِ المادة القدرة على إرسال نبضة واحدة من الضوء الكمّي عند الطلب وفي درجة حرارة الغرفة، مما يجعلها مثالية لبناء رقاقة كمبيوتر ضوئية الكم. إلى اليوم، بواعث الكم التي تعمل في درجة حرارة الغرفة لم تستخدم الا للزينة كالجواهر والألبسة مثل الماس الذي لن يكون إدراجهٌ سهلاً في صناعة رقاقات الحاسبة.

“هذهِ المادة -طبقات نتريد البورون السداسية (المتكونة من البورون والنتروجين بشكل خلايا العسل السداسية) هي فريدة من نوعها” – صرّح أحد الباحثين مايك فورد. “هي ذريّة السُمك وتُستخدم عادةً كمادة للتزييت أو التشحيم؛ غير أنّنا اكتشفنا بعد معالجات دقيقة أن هذهِ المادة تستطيع إرسال نبضات الضوء الكمّية- فوتونات تستطيع حمل المعلومات بشكل فردي.

“هذا مهمٌ جداً لأن أحد أكبر أهدافنا هو إيجاد رقاقات ضوئية تعتمد في عملها على الضوء بدلاً من الالكترونات، لنحصل بالنتيجة على أداء أسرع بكثير بأقل توليد للحرارة”- أضاف مايك

بالتالي كيف تعمل نبضة الضوء مع الحوسبة الكمّية؟ ممكن استخدام الفوتونات (جزيئات الضوء) في خزن المعلومات إمّا بالاستقطاب الرأسي أو الأفقي في الحواسيب التقليدية. ولكن أيضاً يمكن تحويلها إلى بِتّات كمّية (quantum bits) أو (qubit) بوضعها في حالة تراكب كمّي ( وهي حالة كمّية فريدة حيث تكون المادة في حالة استقطاب رأسي وافقي في نفس الوقت).

“يمكنك بناء نظام اتصالات آمن جداً باستخدام عدد من الفوتونات”- صرّح أحد أعضاء الفريق إيغور اهارونوفيتش. ” كل فوتون بإمكانهِ أن يمثّل “كيوبت-qubit” ( بت- bit كمّي مصطلح مماثل لـ البت الالكتروني)، ولكن بما ان لا أحد يستطيع التجسّس على الفوتونات كل واحد على حدة بذلك تكون المعلومات مؤمنة اكثر”.

والأروع من ذلك، المادة المستخدمة أيضاً زهيدة القيمة وسهلة التصنيع ممّا يجعلها أيضاً سهلة التطوير.

“هذهِ المادة سهلة الصنع”- صرّح طالب الدكتوراه ترونغ توان تران. ” إمكانية استخدامها في درجة حرارة الغرفة، ثمنها الزهيد، إمكانية تطويرها باستمرار و توفّرها بكميات كبيرة جداً يجعلها الخيار الأكثر قابلية للتطبيق”.

“في النهاية نحن نريد بناء جهاز بخاصية التوصيل-والتشغيل حيث بامكانهِ توليد فوتون عند الطلب، والذي سوف يستخدم كمصدر للنموذج الاول من التكنولوجية الكمّية القابلة للتطور، التي ستمهد الطريق إلى الحوسبة الكمّية مع مادة نتريد البورون السداسية” أضاف ترونغ.

المصدر: هنا