ابتكر باحثون من أستراليا وسنغافورة تقنية كمية جديدة يمكنها تحسين رؤيتنا للفضاء والكواكب الخارجية والثقوب السوداء باستخدام عدسات المراقبة، من خلال السماح للمعلومات الكمية بالسفر دون فقد أي جزء منها.
عندما تم تطبيق برنامج نصي لتصحيح الأخطاء، تمكنت التكنولوجيا من الوصول إلى أطوال موجية لم يكن من الممكن الوصول إليها من قبل، وفقًا لموقع Science Alert على الويب.
من خلال تطوير الأدوات المستخدمة، تسمح التقنية الجديدة بإجراء دراسات أكثر تفصيلاً للثقوب السوداء والكواكب الخارجية والنظام الشمسي والنجوم البعيدة، من خلال توفير ضبط أفضل لما يُعرف بتقنية “تداخل الموجة الطويلة الأساسية”.
تعتمد هذه التقنية على جمع الضوء من عدة تلسكوبات للحصول على صور يصعب الوصول إليها عادة.
التقنية الجديدة
تستخدم هذه التقنية مصادر موجات الراديو الفضائية من الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والسدم النجمية لتكوين صورة مفصلة عن هيكلها ونشاطها.
في السنوات الأخيرة، سمحت التكنولوجيا بتصوير النجوم في وسط مجرتنا، والتقاط الصورة الأولى لثقب أسود (M87)، وتصوير الثقب الأسود في وسط مجرتنا (SGR).
لكنها لا تزال محدودة بسبب العديد من المشاكل الجسدية؛ مثل: فقدان المعلومات، والضوضاء، وحقيقة أن الضوء الملتقط هو كمي بطبيعته، أي أن البروتونات الموجودة فيه مترابطة كمياً.
وقالت الباحثة الرئيسية الدكتور Zexin Huang من جامعة Macquarie في أستراليا: “تسمح هذه الأنظمة بالتقاط أشعة الميكروويف من المجال المغناطيسي، ولكن يجب أن يحدث التداخل بشكل ثابت ضمن جزء صغير من الطول الموجي عندما يدخل الضوء”.
وأضافت، “إنها صعبة للغاية على مسافات طويلة؛ لأن الأدوات قد تسبب ضوضاء وتمدد وانكماش حراري واهتزاز؛ يؤدي هذا إلى خسارة مرتبطة بعناصر العدسات”.
واعتبرت هوانغ أن “البحث يهدف إلى التحرك نحو ترددات العدسة لإشعاع الميكروويف، ويمكن تطبيق ذلك على الأشعة تحت الحمراء ، حيث من الصعب للغاية التقاط تداخل الموجات في ترددات العدسات؛ لأن أسرع الإلكترونات لا تستطيع قياس مجالها الكهربائي بشكل مباشر”.
يمكن التغلب على هذا من خلال استخدام تقنيات الاتصال الكمي، مثل: تقنية استخدام نبضتين ضوئيتين متزامنتين لنقل المعلومات العدسية بين حالتين كميتين؛ هذا يسمح لتجاوز فقدان المعلومات والضجيج.
تقنية التصحيح الكمي للخطأ
في المرحلة التالية، يخطط الباحثون لربط الضوء بتقنية التصحيح الكمي للخطأ، وهي تقنية تستخدم في الحوسبة الكمومية لحماية المعلومات من الأخطاء.
لاختبار نظريتهم، درس الفريق حالة اثنين من المرافق التي تراقب الضوء من الفضاء، مفصولة بمسافة كبيرة، وكلا المرفقين يراقبان الإشارات من المصادر الفضائية في الحالات الكمومية، ويتخلصان من الضوضاء الكمومية وفقدان المعلومات.
تقدم هذه التقنية العديد من التطبيقات المهمة في مجالات أخرى من علوم الفضاء، فضلاً عن تحسين دقة الصور الملتقطة من الفضاء من 3 إلى 5 أعشار المرات.
بناءً على ذلك، يمكن للباحثين تصوير الكواكب الصغيرة حول النجوم، وتفاصيل النظام الشمسي، وحول أفق الحدث للثقب الأسود.
في المستقبل القريب، قد تستخدم المراصد حول العالم، مثل مرصد جيمس ويب الفضائي ومرصد ماجلان الكبير على الأرض، أدوات التصوير بالأشعة تحت الحمراء لتحديد خصائص الغلاف الجوي للكواكب الخارجية.
