تويت
على الرغم من أن نقل الأجسام من مكان إلى اخر كما نراه في الأفلام قد يبدو خارج حدود قدراتنا سواء في الوقت الحالي أو في المستقبل القريب، إلا أننا لا نستطيع ان نزعم المثل في حالة نقل ذاكرة الخلايا الحية.
يقدم علماء الفيزياء ولأول مرة طريقة في نقل ذاكرة الخلايا الحية من موقع إلى اخر، كما يقدمون طريقة لخلق حالة تماثل حالة “قطة شرودنغر” حيث أن ذلك الكائن الحي يمكن ان يتواجد نظريا في منطقتين في آن واحد.
في المرحلة الحالية، اكتشف العلماء فقط كيف تتم هذه العملية في البكتريا، ولكنهم يزعمون أن اتقان هذه العملية قد يكون المفتاح للنقل في أشياء اكثر تعقيدا.
يقول “تونغكانغ لي Tongcang Li” من جامعة بوردو Purdue: “نحن نقدم طريقة مباشرة لوضع كائن حي ميكروسكوبي في مكانين في آن واحد، وكذلك توفير مخطط لنقل الحالة الكمومية لكائن ميكروسكوبي” ويتابع “لي” :
” آمل أن عملنا الغير مألوف سوف يلهم الكثير من الناس في التفكير مليا في النقل الكمومي للكائنات الحية الدقيقة وكذلك في التطبيقات الممكنة في هذا الصدد في المستقبل”.
عندما نتكلم عن ذاكرة الكائنات الحية نحن لا نقصد بذلك ذكرياته الحياتية، إنما ذاكرة وجود ذلك الكائن الحي على المستوى الذري والمستوى الكمومي الداخلي.
يشير العمل إلى بحث نشر من قبل عالم الفيزياء النمساوي ايرفين شرودنغر Erwin Schrödinger في عام 1935، حيث اقترح أن القطة يمكن أن تكون في حالات مختلفة وأن تتواجد في منطقتين أو اكثر في الوقت نفسه لحين يتم مشاهدتها، وقد اطلق على تلك الحالة مسمى “التراكب superpositions”.
بشكل مبسط، يمكن للقطة أن تتواجد في كلتا الحالتين ميتة أو على قيد الحياة وفي أماكن مختلفة حتى وقت مشاهدتها من قبل شخص ما.
هذه الفكرة هي جوهر الإثارة في الطريقة التي تعمل بها الحواسب الكمومية، وهي أنه عوضًا عن استخدام الأصفار والاحاد في النظام الثنائي للحواسيب الحالية تستخدم وحدات الكيوبت qubits في الحواسب الكمومية والتي تكون في وضع التراكب لكلا العددين صفر وواحد في أية لحظة كانت لتوسع بذلك نتائج احتماليات العمليات.
يقول العالم “لي” ورفاقه انه لو قمنا بتبريد نوع معين من البكتريا يطلق عليها مايكوبلازما mycoplasma إلى درجة حرارة تحت التجمد، فإنا لن نتمكن فقط من الحصول على حالة التراكب الذي انتهت به قطة شرودنغر، وإنما نستطيع أيضًا السماح لحالتها الكمومية بالانتقال الى مكان اخر.
بشكل مبسط، ما يمكننا فعله هو وضع بكتريا حية على سطح أداة يطلق عليها الغشاء المذبذب الكهروميكانيكي electromechanical membrane oscillator، ثم تبريدهما معا الى درجة التجميد.
أظهرت دراسة نشرت هذا الشهر أنه في درجات الحرارة تلك يمكن وضع الغشاء المذبذب في وضع التراكب، لذلك اقترح العلماء أن الشئ نفسه يمكن ان يحدث للبكتريا الموضوعة في أعلى الأداة.
يقول “لي” لصحيفة ذا غارديان The Guardian: “نحن نقترح وببساطة وضع مايكروب على سطح غشاء خاص من الألمنيوم، سوف يكون المايكروب في وضع التراكب حالما يكون ذلك الغشاء في وضع التراكب ايضا، العملية ستكون في تلك البساطة.”
الان وقد حصلنا على بكتريا في حالة التراكب يتابع الباحثون الإشارة إلى أن ذاكرتها الكمومية الداخلية يمكن نقلها إلى كائن حي اخر باستعمال دوائر كهربائية فائقة التوصيل.
يقوم العلماء بشرح تلك الفكرة كالتالي:
“مع وجود حقل مغناطيسي قوي متدرج يمكن للعمليات الداخلية للكائنات الدقيقة، مثل عملية دوران الكترون حامض الجلايسين، أن تتشابك في حركتها الكتلية المركزية ومن ثم نقلها الى كائن حي بعيد، هذه العملية سوف توفر مخططًا لنقل المعلومات أو الذاكرة بين اثنين من الكائنات الحية المنفصلة”.
يواصل “لي” حديثه لصحيفة ذا غارديان The Guardian أن هذا الجزء الثاني من التجربة هو ما سيجعلها بالفعل مفيدة، على سبيل المثال، قد يمكن استعمال هذه التجربة في رصد العيوب في الحمض النووي DNA والبروتين في المايكروبات، أو لتصوير المايكروب بدقة دوران الالكترون واحد single-electron-spin sensitivity.
من البديهي أن الأمر نظري بحت، وحتى “لي” نفسه يؤمن انه عمل “غير مألوف”، ولكن اقتراح علماء الفيزياء في وقت سابق من هذا الشهر أن ذاكرة المادة التي يتم ابتلاعها من قبل ثقب أسود يمكن ان تعود الى حالتها الاصلية بفضل آلية مماثلة للنقل الكمومي، يرجح أن العلماء سيواصلون السعي وراء هذا الخيط لحين تحققهم من عدم منطقيته.
كل مافي الأمر أنه من الرائع أن تشارك في هذه الرحلة الشيقة.
يقدم علماء الفيزياء ولأول مرة طريقة في نقل ذاكرة الخلايا الحية من موقع إلى اخر، كما يقدمون طريقة لخلق حالة تماثل حالة “قطة شرودنغر” حيث أن ذلك الكائن الحي يمكن ان يتواجد نظريا في منطقتين في آن واحد.
في المرحلة الحالية، اكتشف العلماء فقط كيف تتم هذه العملية في البكتريا، ولكنهم يزعمون أن اتقان هذه العملية قد يكون المفتاح للنقل في أشياء اكثر تعقيدا.
يقول “تونغكانغ لي Tongcang Li” من جامعة بوردو Purdue: “نحن نقدم طريقة مباشرة لوضع كائن حي ميكروسكوبي في مكانين في آن واحد، وكذلك توفير مخطط لنقل الحالة الكمومية لكائن ميكروسكوبي” ويتابع “لي” :
” آمل أن عملنا الغير مألوف سوف يلهم الكثير من الناس في التفكير مليا في النقل الكمومي للكائنات الحية الدقيقة وكذلك في التطبيقات الممكنة في هذا الصدد في المستقبل”.
عندما نتكلم عن ذاكرة الكائنات الحية نحن لا نقصد بذلك ذكرياته الحياتية، إنما ذاكرة وجود ذلك الكائن الحي على المستوى الذري والمستوى الكمومي الداخلي.
يشير العمل إلى بحث نشر من قبل عالم الفيزياء النمساوي ايرفين شرودنغر Erwin Schrödinger في عام 1935، حيث اقترح أن القطة يمكن أن تكون في حالات مختلفة وأن تتواجد في منطقتين أو اكثر في الوقت نفسه لحين يتم مشاهدتها، وقد اطلق على تلك الحالة مسمى “التراكب superpositions”.
بشكل مبسط، يمكن للقطة أن تتواجد في كلتا الحالتين ميتة أو على قيد الحياة وفي أماكن مختلفة حتى وقت مشاهدتها من قبل شخص ما.
هذه الفكرة هي جوهر الإثارة في الطريقة التي تعمل بها الحواسب الكمومية، وهي أنه عوضًا عن استخدام الأصفار والاحاد في النظام الثنائي للحواسيب الحالية تستخدم وحدات الكيوبت qubits في الحواسب الكمومية والتي تكون في وضع التراكب لكلا العددين صفر وواحد في أية لحظة كانت لتوسع بذلك نتائج احتماليات العمليات.
يقول العالم “لي” ورفاقه انه لو قمنا بتبريد نوع معين من البكتريا يطلق عليها مايكوبلازما mycoplasma إلى درجة حرارة تحت التجمد، فإنا لن نتمكن فقط من الحصول على حالة التراكب الذي انتهت به قطة شرودنغر، وإنما نستطيع أيضًا السماح لحالتها الكمومية بالانتقال الى مكان اخر.
بشكل مبسط، ما يمكننا فعله هو وضع بكتريا حية على سطح أداة يطلق عليها الغشاء المذبذب الكهروميكانيكي electromechanical membrane oscillator، ثم تبريدهما معا الى درجة التجميد.
أظهرت دراسة نشرت هذا الشهر أنه في درجات الحرارة تلك يمكن وضع الغشاء المذبذب في وضع التراكب، لذلك اقترح العلماء أن الشئ نفسه يمكن ان يحدث للبكتريا الموضوعة في أعلى الأداة.
يقول “لي” لصحيفة ذا غارديان The Guardian: “نحن نقترح وببساطة وضع مايكروب على سطح غشاء خاص من الألمنيوم، سوف يكون المايكروب في وضع التراكب حالما يكون ذلك الغشاء في وضع التراكب ايضا، العملية ستكون في تلك البساطة.”
الان وقد حصلنا على بكتريا في حالة التراكب يتابع الباحثون الإشارة إلى أن ذاكرتها الكمومية الداخلية يمكن نقلها إلى كائن حي اخر باستعمال دوائر كهربائية فائقة التوصيل.
يقوم العلماء بشرح تلك الفكرة كالتالي:
“مع وجود حقل مغناطيسي قوي متدرج يمكن للعمليات الداخلية للكائنات الدقيقة، مثل عملية دوران الكترون حامض الجلايسين، أن تتشابك في حركتها الكتلية المركزية ومن ثم نقلها الى كائن حي بعيد، هذه العملية سوف توفر مخططًا لنقل المعلومات أو الذاكرة بين اثنين من الكائنات الحية المنفصلة”.
يواصل “لي” حديثه لصحيفة ذا غارديان The Guardian أن هذا الجزء الثاني من التجربة هو ما سيجعلها بالفعل مفيدة، على سبيل المثال، قد يمكن استعمال هذه التجربة في رصد العيوب في الحمض النووي DNA والبروتين في المايكروبات، أو لتصوير المايكروب بدقة دوران الالكترون واحد single-electron-spin sensitivity.
من البديهي أن الأمر نظري بحت، وحتى “لي” نفسه يؤمن انه عمل “غير مألوف”، ولكن اقتراح علماء الفيزياء في وقت سابق من هذا الشهر أن ذاكرة المادة التي يتم ابتلاعها من قبل ثقب أسود يمكن ان تعود الى حالتها الاصلية بفضل آلية مماثلة للنقل الكمومي، يرجح أن العلماء سيواصلون السعي وراء هذا الخيط لحين تحققهم من عدم منطقيته.
كل مافي الأمر أنه من الرائع أن تشارك في هذه الرحلة الشيقة.