معالج فوتوني أجرى تجربة كمومية في الفضاء رغم تعطل نصف كواشفه

أجرى معالج كمومي فوتوني صغير عملية بصرية كمومية في مدار أرضي منخفض، في تجربة امتدت ثمانية أشهر. ولّد الجهاز أزواجاً من الفوتونات، ووجّهها عبر دارة زجاجية قابلة للبرمجة، ثم رصد ما خرج منها — رغم أن ثلاثة فقط من كواشف الفوتونات الستة كانت صالحة للاستخدام. وتثبت التجربة إمكان إجراء هذا النوع من الاختبارات في المدار، لكنها لا تعني أن حاسوباً كمومياً عملياً بات جاهزاً للعمل في الفضاء. 112

كيف عمل الجهاز؟

انطلق الحمْل التجريبي على متن صاروخ «فالكون 9» في 23 يونيو 2025، ووصل إلى مدار يبعد نحو 510 كيلومترات عن سطح الأرض. وضمّ الجهاز مصدراً لأزواج الفوتونات، ودارة زجاجية مدمجة بستة مسارات، وكواشف للفوتونات المفردة، إلى جانب إلكترونيات للتحكم. 101214

لتوليد الفوتونات، استخدم الجهاز الليزر وبلورة لإنتاج أزواج منها. ثم مرّت الفوتونات عبر الدارة الزجاجية، حيث أمكن لسخّانات مجهرية تغيير مسارات الضوء. وسجّلت الكواشف مواضع خروج الفوتونات، ما أتاح للباحثين اختبار عمليات برمجية في المدار. 714

ماذا تعني نتيجة التداخل؟

رصد الفريق ما يُعرف بتداخل هونغ–ماندل، وهو نمط مميز يظهر عندما يلتقي فوتونان متطابقان بما يكفي، فيتغير شكل النتائج التي يرصدها الجهاز عند مخرجيهما. وبلغ وضوح التداخل المعلن 0.908 ± 0.191. لكن هامش عدم اليقين مهم هنا: فالقياس يدعم رصد الظاهرة، ولا ينبغي اعتباره معياراً دقيقاً أو حاسماً لأداء معالج ناضج. 10

بمعنى آخر، أظهرت التجربة أن الجهاز استطاع توليد الفوتونات والتأثير في مساراتها وقياسها في المدار. لكنها لم تُظهر أنه حلّ مسألة حوسبة مفيدة، أو أنه تفوق على الحواسيب التقليدية. 19

تعطل نصف الكواشف

بعد الإطلاق، لم يعد بالإمكان استخدام ثلاثة من الكواشف الستة. وقلّص ذلك عدد المخارج التي أمكن قياسها، وبالتالي نطاق التجارب المتاحة للفريق. وتشير المصادر إلى تعطل الكواشف، لكنها لا تحدد سبباً نهائياً لكل حالة. 1213

كما واجه الجهاز تحديات مرتبطة بالبيئة المدارية، من بينها الإشعاع وتغيّر درجات الحرارة والضجيج الناجم عن ضوء الشمس. وتكتسب هذه العوامل أهمية لأن التجربة تتطلب جمع رصدات للفوتونات على مدى زمني، وقد تتأثر فترات جمع البيانات الطويلة بتدهور المكوّنات أو بتداخل الضوء الخلفي. 913

خطوة تجريبية لا تطبيق جاهز

تدعم النتائج فكرة أن نظاماً فوتونياً مدمجاً يستطيع توليد أزواج من الفوتونات والتأثير فيها في المدار. وهذا يفتح مجالاً لدراسة المعالجة الكمومية على متن المركبات الفضائية، لكنه لا يثبت أن الجهاز قادر على معالجة صور الأقمار الصناعية أو تحسين تحليل بياناتها. فاستعمال أجهزة مستقبلية لدعم تحليل بيانات رصد الأرض بالتعلم الآلي يظل تطبيقاً مقترحاً، لا إنجازاً حققته هذه التجربة. 19

والخلاصة أن النظام تحمّل الإطلاق ونفّذ عملية بصرية كمومية في المدار، فيما كشفت خسارة الكواشف وظروف التشغيل المدارية عن حدود في الموثوقية والقياس ينبغي أن تعالجها التصاميم المقبلة. 112