غالبًا ما تبدو الفيزياء الكمومية بعيدة عن الحياة اليومية، مخفية وراء الرياضيات المتقدمة ومعدات المختبرات التي نادرًا ما يواجهها الناس بشكل مباشر. ومع ذلك، فإن بعض الاكتشافات تضيق تلك المسافة بهدوء، كاشفةً أن حتى ضوء الشمس المألوف قد يحتوي على خصائص قادرة على دعم تجارب علمية رائعة. وقد أظهر الباحثون الآن التصوير الكمومي الشبح باستخدام ضوء الشمس العادي بدلاً من أنظمة الليزر المتخصصة.

التصوير الشبح هو تقنية تعيد بناء المعلومات البصرية من خلال تحليل أنماط الضوء المتصلة بدلاً من التقاط صورة مباشرة عبر الطرق البصرية التقليدية. على مدار سنوات، اعتمدت مثل هذه التجارب إلى حد كبير على مصادر الضوء الاصطناعي التي يتم التحكم فيها بعناية والتي يتم إنتاجها في بيئات المختبر.

الإنجاز الجديد مهم لأن ضوء الشمس فوضوي بطبيعته وصعب التلاعب به مقارنةً بالضوء الناتج عن الليزر. إن النجاح في إجراء التصوير الشبح في هذه الظروف يشير إلى أن أنظمة التصوير المعتمدة على الكم قد تصبح في النهاية أكثر عملية وقابلية للتكيف خارج المرافق البحثية المتخصصة.

يشرح العلماء المشاركون في الدراسة أن التجربة اعتمدت على كواشف متطورة وتحليل حسابي قادر على تحديد الارتباطات الدقيقة ضمن الضوء الطبيعي. من خلال معالجة هذه الأنماط بعناية، أعاد الباحثون بناء الصور دون الاعتماد فقط على تقنيات التصوير التقليدية.

تمتلك تقنيات التصوير الكمومي تطبيقات محتملة عبر مجالات متعددة. يمكن أن تساعد الأنظمة المستقبلية في علم الفلك، والتشخيص الطبي، والاتصالات الآمنة، واستشعار البيئة، وبيئات التصوير في الإضاءة المنخفضة حيث تواجه الطرق التقليدية قيودًا. على الرغم من أن التطبيقات العملية لا تزال قيد التطوير، يرى الباحثون أن هذا المجال يتوسع بشكل مطرد.

تسلط التجربة أيضًا الضوء على كيفية تداخل العلوم الكمومية بشكل متزايد مع تقدم الهندسة والحوسبة. تتيح الكواشف الحديثة، والمعالجات الأسرع، والخوارزميات المحسنة للباحثين استكشاف الظواهر التي كانت ستكون شبه مستحيلة للتحليل قبل بضعة عقود فقط.

على الرغم من اسمها غير المعتاد، لا ينطوي التصوير الشبح على مفاهيم خارقة. بدلاً من ذلك، يعكس المصطلح الطريقة غير المباشرة التي يتم من خلالها إعادة بناء الصور من خلال العلاقات الإحصائية بين جزيئات الضوء. غالبًا ما تبدو ميكانيكا الكم غامضة ببساطة لأن سلوكها يختلف بشكل حاد عن الحدس البشري العادي.

تستمر الفتنة العامة بالعلوم الكمومية في النمو جنبًا إلى جنب مع المناقشات الأوسع حول الحوسبة الكمومية والتقنيات من الجيل التالي. بينما لا يزال الكثير من هذا المجال تقنيًا للغاية، تساعد الاكتشافات التي تتعلق بأشياء مألوفة مثل ضوء الشمس في توضيح كيفية وجود سلوك الكم في جميع أنحاء العالم الطبيعي.

يقول الباحثون إن التجارب الإضافية ستستكشف مدى كفاءة عمل التصوير الشبح تحت ظروف بيئية متغيرة. في الوقت الحالي، يمثل الاستخدام الناجح لضوء الشمس العادي خطوة أخرى دقيقة ولكن مهمة في توسيع الحدود العملية لتقنية الكم.

إخلاء مسؤولية صورة الذكاء الاصطناعي: تم إنشاء بعض الرسوم التوضيحية المرفقة بهذا التقرير العلمي باستخدام تقنية التصوير المدعومة بالذكاء الاصطناعي للعرض التحريري.

المصادر ScienceDaily Nature Physics Scientific American MIT Technology Review Reuters Physics World