نجح فريق بحثي من جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية في تحقيق حالة من التشابك الكمومي بين نواتي ذرتين متباعدتين نسبياً داخل شريحة سيليكون، باستخدام الإلكترونات كوسيط لنقل التشابك. وهو أول إثبات عملي لإمكانية تنفيذ عمليات كمومية عالية الدقة بين نوى ذرية متباعدة على شرائح السيليكون، ما يعزز من إمكانية بناء حواسيب كمومية باستخدام نفس البنية الأساسية للكمبيوترات التقليدية.

و التشابك الكمومي هو ظاهرة أساسية في ميكانيكا الكم، حيث ترتبط حالتا جسيمين بطريقة تجعل قياس أحدهما يؤثر فوراً على الآخر، مهما كانت المسافة بينهما. هذه الظاهرة هي أساس العمليات المنطقية في الحوسبة الكمومية.

في التجربة، تم زرع الذرتين على بعد 20 نانومتر، بحيث يرتبط بكل ذرة إلكترون منفصل. ثم تم تنفيذ بوابة كمومية من نوع Controlled-Z بين الإلكترونين باستخدام نبضات ميكروية دقيقة، اعتماداً على تأثير التبادل الكمومي وذلك لتحقيق التشابك بين الالكترونين. و بعد تشابك الإلكترونات، تم نقل التشابك إلى النوى عبر تفاعل يُعرف بـالاقتران الفائق الدقة، وهو الرابط الطبيعي بين الإلكترون ونواة الذرة.

ولقياس جودة التشابك، قام الباحثون بتحضير وقياس حالة Bell كمومية بين النواتين، وحققوا دقة (fidelity) بلغت 96%، ودرجة اقتران (concurrence) وصلت إلى 88%، وهي نتائج تُعد عالية جداً في هذا النوع من الأنظمة، وتؤكد نجاح العملية بدقة قابلة للتكرار.

هذا الأسلوب يتجاوز القيود التقليدية التي كانت تعتمد على ربط النوى بإلكترون مشترك، وهو نهج غير قابل للتوسع. أما في هذه التجربة، فقد استخدمت كل ذرة إلكتروناً منفصلاً، مما يفتح المجال أمام بناء شبكات من الكيوبتات النووية المرتبطة إلكترونياً، تجمع بين سرعة الإلكترونات واستقرار النوى، حيث تستخدم الالكترونات للعمليات السريعة وتستخدم النوى للعمليات الأطول التي تتطلب ذاكرة لأنها أكثر استقراراً من الالكترونات.

ورغم أن النظام لا يزال يتطلب درجات حرارة منخفضة جداً (حوالي 0.01 كلفن)، إلا أن استخدام السيليكون يجعل هذه التقنية قابلة للدمج مع الحوسبة التقليدية، ويمنح الشركات فرصة لتطوير شرائح كمومية قابلة للتصنيع التجاري.