قفزة التكنولوجيا الكمومية في الصين: مادة "فائقة الصلابة" لخفض الاعتماد على الهيليوم

[عبدالله أسحاق]

التقدم الذي حققته الصين في مجال التبريد الكمي، حيث يمكن لمادة "فائقة الصلابة" أن تحل محل الهيليوم، مما يخفف الاعتماد عليه وسط الحرب التكنولوجية بين الولايات المتحدة والصين.

في تطور حديث وسط الحرب التكنولوجية المتصاعدة بين الولايات المتحدة والصين، ادعى فريق من العلماء بقيادة الصين أنهم حددوا مادة جديدة لديها القدرة على إحداث ثورة في الحوسبة الكمومية.

ويعد هذا الاكتشاف حاسما بالنسبة للصين، وهي دولة تعتمد بشكل كبير على واردات الهيليوم، وهو مبرد رئيسي لتطبيقات التكنولوجيا المتقدمة. ويهدف الباحثون إلى تلبية الطلب المتزايد على الهيليوم، وهو مورد نادر، وخاصة الهيليوم 3، المستخدم في الظروف القاسية.

لغز الهليوم وآثار الحرب التكنولوجية

ومع تصاعد التوترات بين الولايات المتحدة والصين، تواجه الأخيرة خطر تقييد الوصول إلى ثلاجات التخفيف اللازمة للبيئات شديدة البرودة. هذه الثلاجات، التي تعتبر حيوية لتهيئة الظروف للحوسبة الكمومية، يصعب شراؤها بالفعل. ويضيف اعتماد الصين على واردات الهيليوم، وخاصة من الولايات المتحدة، تعقيدا آخر إلى التنافس التكنولوجي.

واستجابة لنقص الهيليوم، شرع الفريق الدولي، بقيادة باحثين من مختبر الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين، في البحث عن مادة صلبة قادرة على تحقيق تغييرات كبيرة في مجال الطاقة من خلال الانتقال بين الدول.

وبعد تجارب مكثفة، اكتشفوا مادة مغناطيسية كمومية تعتمد على الكوبالت تسمى "الصلبة الفائقة". تتميز هذه المادة بخصائص صلبة ومائعة، مما يجعلها واعدة كمبرد بديل.

وكما لاحظ العلماء، أظهرت المادة "فائقة الصلابة" تبريدًا إلى أقل من درجة كلفن واحدة، مما يحمل القدرة على تحقيق درجات حرارة منخفضة للغاية. في الفيزياء، تتراوح درجات الحرارة المنخفضة للغاية بين 0 و4.2 كلفن، وهو نطاق بالغ الأهمية لتقدم التقنيات مثل الحوسبة الكمومية.

وشدد البروفيسور صن بيجي من مختبر بكين الوطني لفيزياء المواد المكثفة على الحدود الناشئة لاستخدام الحالة الصلبة لتحقيق درجات حرارة شديدة البرودة.
تقنيات الكم وتحدي الاعتماد على الهيليوم

إن ندرة الهيليوم، وخاصة الهيليوم 3، تشكل تحدياً كبيراً لطموحات الصين في مجال تكنولوجيا الكم. ومع استيراد 94% من احتياجات الصين من الهيليوم في عام 2022، فإن اعتماد البلاد على روسيا والولايات المتحدة في الحصول على الهيليوم-3 يظل مصدر قلق.

وعلى الرغم من اعتراف الباحثين بالمرحلة المبكرة من اختراقهم، إلا أنهم يؤكدون أنه يوفر مسارًا نظريًا لدرجات حرارة منخفضة للغاية دون الاعتماد على الهيليوم.

إن سعي الصين للحصول على التقنيات الكمومية، بما في ذلك الاتصالات الكمومية والحوسبة، يتوقف على الحفاظ على بيئة شديدة البرودة. إن متطلبات ثلاجات التخفيف، التي واجهت الصين صعوبات في الحصول عليها من الخارج، أعاقت تطوير تكنولوجيا الكم في البلاد.

وعلى الرغم من الاستثمارات الكبيرة والدعم الوطني، فإن تأمين هذه التكنولوجيا الرئيسية لا يزال يمثل تحديًا.

طريق طويل للأمام: من التجريب إلى التطبيق

في حين أن فريق البحث قد قطع خطوات واسعة في تكرار وتطبيق تجاربه في بيئات محددة، إلا أن هناك قيودًا معترف بها على المواد المكتشفة حديثًا. ويشير البروفيسور صن بيجي إلى أنه يجب استخدام المادة في بيئة تبلغ درجة حرارتها حوالي أربعة كلفن. بالإضافة إلى ذلك، يجب التغلب على التحديات الهندسية قبل أن تصبح التطبيقات واسعة النطاق ممكنة.

تمتد آثار الدراسة إلى ما هو أبعد من التقدم التكنولوجي كنقطة انطلاق لمزيد من المناقشات والأبحاث في الفيزياء الأساسية. ويرى البروفيسور صن أن تأكيد وجود المواد الصلبة الفائقة قد يلهم العلماء لاستكشاف مواد أخرى، مما قد يدفع الفيزياء إلى الأمام.

ويمثل اكتشاف هذه المادة "فائقة الصلابة" علامة بارزة في سعي الصين لإيجاد بدائل لأنظمة التبريد المعتمدة على الهيليوم. مع تطور المشهد التكنولوجي العالمي، يشتد السباق لتطوير تقنيات الكم المتطورة، مع ما يترتب على ذلك من آثار محتملة على مجال الفيزياء الأوسع.

 

[جندي الصحراء]

اتسأل صراحة حول نزاهة الاكادمية الملكية السويدية لجوائز نوبل الروس و الصينين حققو انجازات علمية و في المقابل لم يحصلو على جوائز نوبل في المقابل توزع الجوائز على الدول الغربية و كأن هذه الجائزة محصورة فقط للغرب لاظهار ان الغرب فقط من يتقدم و باقي الاجناس لا تزال تعيش في الظل