أعلن فريق من العلماء والمهندسين الروس عن تطوير كاشف كمي فائق الحساسية قادر على اكتشاف الفوتونات المنفردة بدقة تصل إلى 98% دون الحاجة إلى تبريد معقد أو درجات حرارة عالية.
هذا الإنجاز العلمي، الذي أُنجز بالتعاون بين جامعات نيتو ميسيس (МИСиС) والمدرسة العليا للاقتصاد (ВШЭ) والجامعة التربوية الحكومية بموسكو (МПГУ)، يمثل خطوة حاسمة نحو تطوير أجهزة الحوسبة الكمية والاتصالات الآمنة والمجالات الطبية والفضائية.
مادة مبتكرة: مزيج الموليبدينوم والرينيوم (MoRe)
الميزة الأساسية في هذا الكاشف الجديد تكمن في المادة المستخدمة لصناعته، سبيكة الموليبدينوم والرينيوم (MoRe) والتي يمكن إنتاجها في درجة حرارة الغرفة، على عكس المواد فائقة التوصيل التقليدية التي تتطلب درجات حرارة مرتفعة أثناء التصنيع.
هذه الخاصية تفتح آفاقا جديدة لتطوير رقائق فوتونية دقيقة للغاية يمكنها التحكم في الإشارات الضوئية بدقة نانومترية. كما أن المادة الجديدة متوافقة مع المنصات الفوتونية المتقدمة مثل نيوبيات الليثيوم (LNOI) وزرنيخيد الغاليوم (GaAs)، ما يجعلها مثالية للاستخدام في التطبيقات الصناعية والتقنية المتقدمة.
أداء متميز في نطاقات ضوئية متعددة
أثبتت التجارب أن الكاشف الجديد قادر على العمل بثبات على أسطح غير مستوية من مادة نيوبيات الليثيوم، مع الحفاظ على دقة عالية في نطاقات الضوء المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء.
فعند طول موجي قدره 780 نانومتر بلغت كفاءة الكشف 98%، بينما حقق عند 1550 نانومتر نسبة 73.5%، وهي الأطوال الموجية الأساسية المستخدمة في الاتصالات الكمية والدوائر الفوتونية الدقيقة.
كفاءة عالية دون تبريد مفرط
من المزايا اللافتة لهذا الجهاز أنه يحتفظ بحساسيته عند درجات حرارة أعلى مقارنة بمعظم المواد فائقة التوصيل الأخرى، مما يجعله أكثر سهولة في التشغيل وأقل تكلفة في الصيانة.
وهذا يقرب التقنية من الاستخدام العملي في المختبرات والمجالات الصناعية، ويمهد الطريق لتطبيقات واسعة في الأمن السيبراني والاتصالات الكمية والطاقة المتقدمة.
نحو الإنترنت الكمي المستقبلي
يجمع هذا النظام المبتكر بين التحكم في الضوء واكتشاف الفوتونات المنفردة ضمن جهاز واحد مدمج، ما يمثل خطوة استراتيجية نحو إنشاء وحدات كمّية مدمجة تشكل البنية الأساسية لـ الإنترنت الكمي العالمي، شبكة آمنة تماما ستربط المعالجات الكمية حول العالم.
الدعم والتمويل
تم تطوير هذا المشروع في إطار برنامج "الأولوية 2030" ضمن مبادرة "الإنترنت الكمي" التي يقودها المعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا (НИТУ МИСиС)، وبالتعاون مع شركة "سوبركوندكتيف نانوتكنولوجي" (Scontel).
