علماء يكتشفون طريقة أبسط لتحقيق "الفعل المخيف عن بعد" الذي ذكره أينشتاين بفضل اختراق الذكاء الاصطناعي – ما يجعل الإنترنت الكمومي أقرب إلى الواقع

استخدم العلماء الذكاء الاصطناعي لاكتشاف طريقة أسهل لتشكيل التشابك الكمي بين الجسيمات دون الذرية، مما يمهد الطريق لتقنيات كمية أبسط.

عندما تتشابك الجسيمات مثل الفوتونات، فإنها تستطيع أن تتشارك في خصائص كمية ـ بما في ذلك المعلومات ـ بغض النظر عن المسافة بينها. وهذه الظاهرة مهمة في الفيزياء الكمومية وهي إحدى السمات التي تجعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية قوية للغاية.

لقد ثبت أن التشابك الكمي يشكل تحديًا كبيرًا للعلماء. وذلك لأنه يتطلب تحضير زوجين متشابكين منفصلين، ثم قياس قوة التشابك – وهو ما يسمى قياس حالة بيل – على فوتون من كل من الزوجين.

تتسبب هذه القياسات في انهيار النظام الكمومي وتترك الفوتونات غير المقاسة متشابكة، على الرغم من عدم تفاعلها بشكل مباشر مع بعضها البعض. يمكن استخدام عملية "تبادل التشابك" هذه في النقل الآني الكمومي.

في دراسة جديدة نُشرت في الثاني من ديسمبر 2024 في مجلة Physical Review Letters، استخدم العلماء أداة الذكاء الاصطناعي PyTheus التي تم إنشاؤها خصيصًا لتصميم التجارب الكمومية البصرية. شرع مؤلفو البحث في البداية في إعادة إنتاج البروتوكولات المعمول بها لتبادل التشابك في الاتصالات الكمومية. ومع ذلك، استمرت أداة الذكاء الاصطناعي في إنتاج طريقة أبسط بكثير لتحقيق التشابك الكمومي للفوتونات.

وقالت صوفيا فاليكورسا، باحثة فيزيائية في مبادرة تكنولوجيا الكم في سيرن، والتي لم تشارك في البحث الجديد، لموقع لايف ساينس: "تمكن المؤلفون من تدريب شبكة عصبية على مجموعة من البيانات المعقدة التي تصف كيفية إعداد هذا النوع من التجارب في العديد من الظروف المختلفة، وتعلمت الشبكة بالفعل الفيزياء التي تكمن وراءها".

ذات صلة: بيانات كمية يتم بثها جنبًا إلى جنب مع "بيانات كلاسيكية" في نفس اتصال الألياف الضوئية لأول مرة

الاستفادة من الذكاء الاصطناعي لتبسيط التشابك الكمي

اقترحت أداة الذكاء الاصطناعي أن التشابك قد ينشأ لأن مسارات الفوتونات لا يمكن التمييز بينها: عندما يكون هناك عدة مصادر محتملة يمكن أن تأتي منها الفوتونات، وإذا أصبحت أصولها غير قابلة للتمييز عن بعضها البعض، فيمكن أن يحدث التشابك بينها عندما لم يكن موجودًا من قبل.

ورغم تشكك العلماء في النتائج في البداية، فإن الأداة ظلت تعطي نفس الحل، لذا فقد اختبروا النظرية. ومن خلال ضبط مصادر الفوتونات والتأكد من عدم إمكانية التمييز بينها، نجح الفيزيائيون في خلق ظروف تضمن تشابك فوتونين آخرين عند رصدهما في مسارات معينة.

لقد أدى هذا الاختراق في الفيزياء الكمومية إلى تبسيط العملية التي يمكن من خلالها تشكيل التشابك الكمومي. وفي المستقبل، قد يكون لهذا الاختراق آثار على الشبكات الكمومية المستخدمة في المراسلة الآمنة، مما يجعل هذه التقنيات أكثر جدوى.

وقال فاليكورسا "كلما تمكنا من الاعتماد على التكنولوجيا البسيطة، كلما تمكنا من زيادة نطاق التطبيقات. إن إمكانية بناء شبكات أكثر تعقيدًا يمكنها التفرع في أشكال هندسية مختلفة قد يكون لها تأثير كبير فيما يتعلق بالحالة الفردية من البداية إلى النهاية".

ومع ذلك، يبقى أن نرى ما إذا كان من العملي توسيع نطاق التكنولوجيا إلى عملية قابلة للتطبيق تجاريا، حيث أن الضوضاء البيئية وعيوب الجهاز قد تسبب عدم الاستقرار في النظام الكمومي.

كما قدمت الدراسة الجديدة حجة مقنعة لاستخدام الذكاء الاصطناعي كأداة بحثية من قبل علماء الفيزياء. وقال فاليكورسا: "نحن نتطلع أكثر إلى إدخال الذكاء الاصطناعي، ولكن لا يزال هناك القليل من الشكوك، ويرجع ذلك في الغالب إلى الدور الذي سيلعبه الفيزيائي بمجرد أن نبدأ في السير في هذا الطريق". "إنها فرصة للحصول على نتيجة مثيرة للاهتمام للغاية وتوضح بطريقة مقنعة للغاية كيف يمكن أن تكون هذه أداة يستخدمها علماء الفيزياء".

تابعونا على أخبار جوجل