أثبت علماء هارفارد وجود نوع جديد تماماً من المواد، والتي يمكن أن يطور البحث العلمي، ويؤدي إلى علاج لأمراض مثل مرض الزهايمر.

وجاء في مقال ترجمه “صوت بيروت إنترناشونال”: تمكن فريق من جامعة ماساتشوستس من إثبات أنّ المادة، التي تسمى سائل الدوران الكمومي، موجودة. جاء اكتشافهم بعد حوالي 50 عاماً من توقع العلماء لأول مرة أن هذه المادة يمكن أن تكون موجودة بالفعل.

يتم تباعد جزيئات سائل الدوران الكمومي على نطاق واسع، ولكنها تظل متصلة بسبب الخصائص المغناطيسية لذراتها. في حين أنّ مفهوم المادة، والتجارب المستخدمة لإثبات أنها موجودة، معقدة للغاية، فإنه يمكن أن يكون لها تطبيقات مفيدة للغاية في العالم الحقيقي.

وذلك لأنّ سائل الدوران الكمومي يمكن أن يسرع بشكل كبير من تطوير أجهزة كمبيوتر كمومية جديدة.

يمكن استخدام هذه الآلات، التي لا يزال تطورها في بدايته، لحل المشكلات بسرعة أكبر بكثير مما يمكن لأجهزة الكمبيوتر الآن. ويتوقع العلماء أنها سوف تحول الطب، ويمكن أن تنتج في نهاية المطاف علاجات للأمراض التي من المستحيل معالجتها بشكل فعال حالياً، بما في ذلك مرض الزهايمر.
يطلق اسم “مادة “على كل شيء يملك كتلة ويشغل مساحة من خلال الحجم.

أعاد فريق هارفارد إنشاء الحالة الجديدة للمادة باستخدام جهاز محاكاة كمومي قابل للبرمجة، وهو كمبيوتر كمومي يستخدم الليزر لإعادة إنتاج بيئة فيزيائية ومعالجة هندسة الذرات وتفاعلاتها. يمكن الآن استخدام هذه الحالة الجديدة من المادة لتطوير تقنيات الكم المرغوبة مثل أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تم التنبؤ بسائل الدوران الكمومي لأول مرة من قبل الفيزيائي فيليب دبليو أندرسون في عام 1973، ولكن لم يتم ملاحظة الحالة أبداً في التجارب.
ومع ذلك، بدلاً من محاولة إثبات وجودها على الورق، استخدم فريق هارفارد نهجاً تجريبياً لإعادة إنشائها في المختبر.

وقالت جوليا سيميغيني، وهي دكتورة في مركز ماكس بلانك-هارفارد لأبحاث البصريات الكمومية والمؤلفة الرئيسية للدراسة، في بيان: “لقد توصل عدد قليل من المنظرين في جامعة هارفارد إلى فكرة حول كيفية إنشاء هذه المرحلة بالفعل، بدلاً من الإعداد المعتاد حيث تم البحث عنها، والتي كانت في الأساس أنظمة صلبة، تعرف بأنظمة المادة المكثفة، ومعرفة كيف يمكننا إعادة إنشائها باستخدام ذراتنا”.

يملك سائل الدوران الكمومي خصائص مغناطيسية، بسبب أنّ الذرات تصبح متشابكة وتتغير موادها باستمرار. استخدم الفريق جهاز المحاكاة لإنشاء نمط الشبكة، ثم وضعوا الذرات داخل التصميم ولاحظوا تفاعلها وتشابكها.

وقالت سيميجيني أنّ أجهزة الكمبيوتر الكمومية القياسية لديها بت الكم الفردية، أو’ المكدسة ‘، وهي الجسيمات التي يمكنها ترميز المعلومات، والتي تكون هشة جداً ضد الاضطرابات الخارجية”.

“مع سوائل الدوران الكمومية، يمكن للمرء أن يخلق ‘كيوبت طوبولوجي’ يخزن المعلومات في شكل طوبولوجيا أو نظام، على عكس كيوبت التقليدي الذي يخزن المعلومات في حالة كائن واحد”، قالت سيميجيني.

نظراً لأنه من الصعب جداً كسر الطوبولوجيا، فإن الكيوبت الطوبولوجي مقاوم جداً للخطأ. وقال أستاذ الفيزياء ميخائيل لوكين، كبير مؤلفي الدراسة والمدير المشارك لمبادرة هارفارد كوانتوم، إنّ المجموعة ابتكرت فقط ‘نسخة صغيرة’ من الكيوبت الطوبولوجي بعيدة كل البعد عن كونه مفيدة للتطبيق الفعلي، لكن النتيجة مثيرة للاهتمام للغاية. “انها الفيزياء الأساسية إلى حد كبير، لا زلنا، نقوم بذلك “