وضعت مجموعة من الفيزيائيين مؤخرًا حيوانًا مجهريًا يُعرف باسم بطيئات المشية على كيوبت فائق التوصيل ، في محاولة للخلط بين عوالم ميكانيكا الكم والكلاسيكية. يجادل الباحثون بأن بطيئات المشية كانت متشابكة على المستوى الكمي ، لكن بعض العلماء يقولون إن مزاعم الفريق تتجاوز ما حققوه بالفعل.

لم يتم نشر النتائج في مجلة ولكن يتم نشرها مستضاف حاليا على خادم ما قبل الطباعة arXiv.

“أعتقد أنه من الرائع جدًا البدء في التفكير في التفاعل بين الأشياء الكمومية وعلم الأحياء. قالت كلير أيلو ، مهندسة الكم في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، في مكالمة هاتفية: “لكن مع الادعاء الصحيح”. “لا أعتقد أن التجربة مؤهلة لتكون بيولوجيا كم.” على تويتر ، عالم الفيزياء بن بروبيكر انتقادات مماثلة.

تشابك الكم هي ظاهرة اثنين أو أكثر من الجسيمات تحدد خصائص بعضها البعض. الجسيمات المتشابكة كميًا مترابطة – معرفة شيئًا عن أحد الجسيمات يخبرك شيئًا عن الآخر – وسيظل هذا صحيحًا حتى لو تم فصل الجسيمات بمليارات الأميال. يحدث التشابك بشكل طبيعي ، ولكن لكي يراقبه البشر ويفهمون ميكانيكا الكم بشكل أفضل ، يجب أن يحدث ذلك في إعدادات المختبر.

بطيئات المشية ، وتسمى أيضًا دب الماء أو خنزير صغير ، هو حيوان صغير يشبه صليب بين كاتربيلر ورجل ميشلان. بطيئات المشية المتطرفين، مما يعني أنها تستطيع الصمود وحتى الازدهار في البيئات التي لا تستطيع معظم الكائنات الحية تحملها ، بما في ذلك فراغ الفضاء.

Apple Watch Series 7 (Green, GPS, 41mm)

Bigger screen, better battery
The watch has a blood oxygen sensor, ECG sensor, and can notify you of an irregular heart rateall while maintaining a seamless connection with your phone.

Buy for $339 at Amazon

The researchers, based in Singapore, Denmark and Poland, chose a tardigrade to try to entangle because of its ability to enter long hibernation to withstand things like searing heat, freezing cold, extraordinarily high pressures, and high levels of ionizing radiation. This hibernation is called cryptobiosis; the animal desiccates, shedding the moisture from its body, and only reanimates when conditions become more manageable.

قال الباحث المشارك في الدراسة راينر دومكي ، عالم الفيزياء في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة ، في رسالة بريد إلكتروني. “كان علينا أن نجد النظام الكمي الصحيح ولكن أيضًا شكل الحياة المناسب.”

وضع الفريق رعاياهم الحية (Ramazzottius varieornatus ، تم جمعها من مزراب السقف الدنماركي في عام 2018) في cryptobiosis. بمجرد أن يكونوا في هذه الحالة ، وضع الباحثون بطيئات المشية (واحد في كل جولة تجريبية) على كيوبت فائق التوصيل – بتة كمومية ، على عكس بت الحوسبة العادية ، يمكن أن تمثل 0 أو 1 في وقت واحد. أفادوا أن بطيئات المشية مقترنة بالكيوبت ، بناءً على تغيير في تردد رنين النظام (التردد الذي يهتز فيه الجسم بشكل طبيعي في أقصى درجات الإثارة) ، وافترضوا أن نظام بطيئات المشية والكيوبت المشترك كان متشابكًا مع كيوبت ثانٍ متجاور. جلست تلك الكيوبتات جنبًا إلى جنب على شريحة سيليكون أكبر.

لكن العلماء الخارجيين كانوا متشككين في أن التجربة أظهرت حقًا التشابك الكمي. كتب دوجلاس ناتلسون ، الفيزيائي بجامعة رايس في تكساس ، في أ مشاركة مدونة أن التغيير في تردد الرنين لم يكن “تشابكًا بأي معنى ذي معنى” ، وأن “بطيئات المشية لم تعد متشابكة مع الكيوبتات أكثر من شريحة السيليكون الأساسية”.

قال أيلو إن علم الأحياء الكمومي يقيس “درجات الحرية الميكانيكية الكمومية الموجودة في علم الأحياء”. بمعنى آخر ، الديناميكيات الداخلية التي تحدد السلوك الكمي في الكائنات الحية. (على سبيل المثال ، يعتقد بعض الباحثين ذلك تستخدم الطيور ميكانيكا الكم لمعرفة المجالات المغناطيسية التي تساعدهم على التنقل.) وفقًا لما ذكره Aiello ، فإن فريق البحث الأخير لم يفعل ذلك. وبدلاً من ذلك ، لاحظوا حدوث تغيير في تردد الرنين للكيوبت الذي وُضِع عليه بطيئات المشية ، لكنهم لم يقيسوا خصائص بطيئات المشية بشكل مستقل عن تفاعلها مع الكيوبت. قال أيلو إن التجربة تفتقر إلى مقياس من شأنه أن يؤكد حدوث التشابك على عكس بعض التأثيرات الأخرى. وقالت إن عنوان الورقة – “التشابك بين الكيوبتات فائقة التوصيل والتارديغرادا” – كان مضللًا وأن التفاعل بين بطيئات المشية والكيوبت يمكن أن يكون تأثيرًا كلاسيكيًا وليس تأثيرًا كميًا.

قال دومكي: “كان أحد الانتقادات هو أننا لم ننتج تشابكًا مفيدًا ، يمكن استغلاله ، على سبيل المثال ، للحوسبة”. “هذا صحيح ، لأننا لسنا قادرين على قياس نظام بطيئات المشية من تلقاء نفسه ولكن فقط النظام المزدوج.” وأضاف أن قياس بطيئات المشية وحده “يتجاوز قدراتنا التكنولوجية الحالية ولكنه بالتأكيد شيء نخطط لمحاولة القيام به في المستقبل”.

إن تشابك الكم من بطيئات المشية (والذي ، رغم صغر حجمه ، أكبر بكثير من الذرة) سيكون قفزة هائلة للحقل. تتشابك الجسيمات مثل الفوتونات والذرات بشكل منتظم ، ولكن إذا كانت أكبر من ذلك ، فإن ذلك يعد التحدي المستمر. في عام 2007 ، كانت هناك موجة من الإثارة بشأن احتمال أن يكون التمثيل الضوئي نتيجة لظواهر كمومية ، ولكن دراسة 2020 افترض أنه من المحتمل ألا يكون الأمر كذلك. قبل ذلك ، ظهرت البكتيريا تلميحات من السلوك الكمومي. ومع ذلك ، لم يُظهر أي عمل حتى الآن أنظمة كمومية تعمل على مثل هذه المقاييس العيانية.

الإعلانات