ورقة كورية تزعم «كيوبت زمنيًا» فوتونيًا يعمل في الاتجاهين

يقول فيزيائي في سيول إن تجربة أُجريت قبل سنوات لغرض آخر أنتجت بالفعل «كيوبتًا زمنيًا»، أي نظامًا كميًا يتطور في اتجاهين متعاكسين في الوقت نفسه. ويصف تاي هيون يون من جامعة كوريا ذلك في ورقة أولية على arXiv نُشرت في 20 أكتوبر، ولم تجتز بعد مراجعة الأقران.

لا يسافر الكيوبت إلى الوراء في الزمن. فهو في هذا التصور نظام يمكنه أن يتكشف في اتجاهين زمنيين متعاكسين في حالة تراكب، وهي الحالة الكمومية التي يوجد فيها الخياران معًا في آن واحد.

الفكرة وراء الكيوبت الزمني

تعود الفكرة إلى ورقة أولية ليعقوب بلوخ من جامعة تل أبيب، رُفعت إلى arXiv في نوفمبر 2025. في ميكانيكا الكم، الهاملتوني هو الوصف الرياضي الذي يحدد كيف تتغير حالة النظام من لحظة إلى التي تليها. اقترح بلوخ فضاء تحكم ثنائي المستوى يختار بين نسختين متعاكستين من هذا التطور. ويقوم اختباره المقترح على شطر مسار الجسيم إلى مسارين، وتطبيق مجالات مغناطيسية متعاكسة على كل مسار، ثم إعادة دمجهما؛ وسيُظهر نمط التداخل كيف يرتبط التطوران المتعاكسان. ولا تزال هذه الفكرة نظرية.

ما فعله يون بشكل مختلف

استخدم يون الضوء بدلًا من المجالات المغناطيسية. يضم نظامه مصدرين بلوريين يولّد كل منهما أزواجًا من الفوتونات المتشابكة، ويحمل فوتون واحد من كل زوج الكيوبت أحادي الفوتون. تسمى الطريقة قياس التداخل بمصادر ثنائيات الفوتون اللاخطية المتشابكة (ENBS). ويُحدَّد اتجاه التفاعل بطور الضوء المستخدم في توليد الفوتونات: فإزاحة الطور بنصف دورة تعكس الجزء من التفاعل الذي يتحكم فيه. وكما تصف الورقة، فإن الزمن نفسه لا يجري إلى الوراء؛ بل إن العملية الرياضية الكامنة وراء ذلك التفاعل هي التي تجري في الاتجاه المعاكس. ولا تعكس طريقته الهاملتوني كله.

لا يكفي اتجاهان متعاكسان وحدهما لصنع كيوبت. فالنظام يحتاج أيضًا إلى تراكب بينهما. عادةً ما يترك توليد زوج من الفوتونات معلومات قد تكشف أي بلورة أنتجته، وهذا يمنع التراكب المتماسك. وبتغذية البلورتين بضوء من الليزر المتماسك نفسه، تُكبت معلومات «أي مصدر» ويمكن للتطورين أن يتداخلا. والنتيجة كيوبت أحادي الفوتون يشفّر مسارين واتجاهين متعاكسين للتطور.

بيانات قديمة ونظرية جديدة

لم يبنِ يون تجربة جديدة. بل أعاد فحص قياسات جمعها هو وزملاؤه سابقًا، ومنها تجربة من عام 2018، كانت قد أظهرت السلوك المعتمد على الطور والتداخل اللذين تتطلبهما نظريته. وعلى هذا الأساس يرى أن الجهاز يمكن فهمه بوصفه تطبيقًا لكيوبت زمني أحادي الفوتون. ولأن بيانات قديمة تُستخدم لاختبار نظرية جديدة، فهذا ليس برهانًا مثاليًا؛ إنه يعمل كإثبات للمفهوم. ويمكن لتجربة مخصصة بتحكم أدق في الحالات الكمومية أن تختبر المجموعة الكاملة من العمليات التي تتنبأ بها النظرية.

يشير يون إلى استخدامات في التصحيح الكمومي الزمني للأخطاء المقاوم للأعطال، ومعالجة الكيوديتات عالية الأبعاد، والمحاكاة المكتبية لديناميكيات الكواشف الكمومية النسبية، لكنها تظل مقترحات. تجدون أخبار العلوم والتكنولوجيا في قسم العلوم.