الضوء الكمومي يفتح آفاقًا جديدة: توليد تيار من الفوتونات المفردة المستقطبة دائرياً
منصة الذكاء الاصطناعي – متابعات
تمكن فريق الباحثين في مختبر لوس ألاموس الوطني من تحقيق إنجاز كبير في مجال الفيزياء الكمومية، حيث نجحوا في توليد تيار من الفوتونات المفردة المستقطبة دائرياً، وهي جزيئات الضوء التي يمكن أن تكون ذات فائدة كبيرة في مجالات المعلومات والاتصالات الكمومية. تم تحقيق هذا الإنجاز عن طريق تكديس مادتين رقيقتين ذرياً من الأشباه الموصلة، لإنشاء مصدر ضوء كمومي لولبي.
وفي هذا السياق، صرح العالم هان هتون من مختبر لوس ألاموس الوطني بالولايات المتحدة الأمريكية قائلاً: “تشير نتائج بحثنا إلى إمكانية إصدار الأشباه الموصلة أحادية الطبقة ضوءاً مستقطباً دائرياً دون الحاجة إلى مجال مغناطيسي خارجي”. وأضاف: “لم يتم تحقيق هذا التأثير إلا من خلال استخدام مجالات مغناطيسية عالية تم إنشاؤها بواسطة مغناطيسات ضخمة فائقة التوصيل، أو من خلال حقن ناقلات مستقطبة للدوران في الأشباه الموصلة. ويتميز نهجنا بتكديس المواد بالتصنيع البسيط والتكلفة المنخفضة”.
يعد استقطاب الضوء وسيلة هامة لترميز الفوتونات، وبالتالي فإن هذا الإنجاز يعتبر خطوة مهمة نحو تطوير التشفير الكمومي والاتصالات الكمومية.
وأوضح هتون قائلاً: “من خلال وجود مصدر لتوليد تيار من الفوتونات المفردة وتحقيق الاستقطاب، قمنا بدمج جهازين في جهاز واحد بشكل أساسي”.
ويأتي هذا الإنجاز بعد أن قام فريق البحث بتكديس طبقة أحادية الجزيء من أشباه الموصلات ثنائي سيلينيد التنغستن فوق طبقة أخرى من أشباه الموصلات المغناطيسية ثلاثي كبريتيد النيكل الفوسفور. واستخدم الباحث شيانغتشي لي تقنية الفحص المجهري لقيطبقة الأشباه الموصلة المكدسة وتحليل السلوك البصري للهياكل المكدسة. وقد أظهرت النتائج أن الهياكل المكدسة تولد تيارًا من الفوتونات المفردة المستقطبة دائريًا.
تعد هذه النتائج مبشرة في مجال الفيزياء الكمومية، حيث يمكن استخدام الفوتونات المفردة المستقطبة دائريًا في تطبيقات متنوعة مثل التشفير الكمومي والحوسبة الكمومية. من المتوقع أن يسهم هذا الإنجاز في تطوير تكنولوجيا الاتصالات الكمومية، حيث يمكن استخدام الفوتونات المفردة المستقطبة دائريًا في نقل المعلومات بشكل آمن وفعال.
وفي الوقت الحالي، يعمل الفريق على تحسين وتطوير هذا النهج، بما في ذلك زيادة كفاءة توليد الفوتونات المفردة وتحسين استقطابها. كما يدرسون أيضًا تطبيقاتها المحتملة في مجالات أخرى مثل الاستشعار الكمومي وتقنيات القياس الدقيقة.
إن هذا الإنجاز البحثي يمثل خطوة هامة في مجال الفيزياء الكمومية، ويعزز فهمنا للخصائص الكمومية للضوء ويفتح آفاقًا جديدة لتطبيقات التكنولوجيا الكمومية. يعد استمرار البحث في هذا المجال ضروريًا لتحقيق تقدم أكبر وتطبيقات أوسع في المستقبل.
هذا المحتوي بمعرفة وحدة الذكاء الاصطناعي
