الضوء الكمومي يمكّن أجهزة الاستشعار البصرية ذات الإضاءة الذاتية

في عالم الرعاية الصحية، تُعَدّ أجهزة الاستشعار الحيوية تحظى باهتمام كبير كأداة تشخيصية. تقيس هذه الأجهزة الكهربائية الإشارات البيولوجية أو الكيميائية وتحوّلها إلى إشارات كهربائية. 

يُستخدمون في كل شيء من مراقبة الأمراض واكتشاف الأدوية إلى الكشف غير الجراحي عن الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض والعلامات التي تشير إلى الفيروسات في سوائل الجسم مثل العرق واللعاب والبول والدم.

تجد أجهزة الاستشعار الحيوية أيضًا تطبيقات في فحص وسلامة الأغذية، والزراعة، والدراسات البيئية، والتقنية الحيوية، والاستخدامات الطبية. مدفوعًا بكل هذا الطلب، فإن سوق أجهزة الاستشعار الحيوية العالمي يستهدف بالفعل عشرات المليارات سنويًا.

يتكون جهاز الاستشعار الحيوي النموذجي من عدد قليل من المكونات الرئيسية:

• المستقبل الحيوي
• المحوّل
• المحلل
• العرض

هنا، المحلل هو المادة ذات الاهتمام التي يتم تحديدها وقياسها. على سبيل المثال، في جهاز استشعار يُصمم لاكتشاف الجلوكوز، يكون الجلوكوز هو المحلل.

المستقبل الحيوي هو مكوّن بيولوجي، مثل الحمض النووي أو الخلايا أو الإنزيمات أو الأجسام المضادة، يتعرف على المحلل. يحدث توليد الإشارة على شكل حرارة أو ضوء أو تغيير عند تفاعل المستقبل الحيوي مع المحلل، ويُسمّى ذلك بالاعتراف الحيوي.

المحوّل يحول حدث الاعتراف الحيوي إلى إشارة بصرية أو كهربائية قابلة للقياس. العرض هو ببساطة نظام تفسير للمستخدم يُنتج البيانات بصورة رسومية أو رقمية أو بأي شكل آخر يمكن للمستخدم فهمه. 

الآن، هناك حوالي أربعة أنواع من أجهزة الاستشعار الحيوية بناءً على طريقة التحويل، وهي: الكهروكيميائية، الحرارية، البيزوإلكترونية، المغناطيسية، والبصرية. كل من هذه الأنواع يستخدم آلية مختلفة لتحويل التفاعل البيولوجي إلى إشارة قابلة للقياس.

عند الحديث عن أجهزة الاستشعار البصرية، تُعرف على وجه الخصوص بفوائدها الإضافية في تطبيقات الاستشعار بفضل حساسيتها الشديدة، انتقائيتها، وسرعة قياسها. كما أنها توفر كشفًا في الوقت الحقيقي للمواد البيولوجية والكيميائية بطريقة محددة وفعّالة من حيث التكلفة. 

طريقة عمل أجهزة الاستشعار البصرية هي تحويل إشارات الضوء إلى إشارات كهربائية بناءً على تفاعل المجال البصري مع المستقبل الحيوي أو عنصر الاعتراف الحيوي.

تُصنّف هذه الأجهزة إما كـ “خالٍ من العلامات”، حيث تُنتج الإشارات مباشرةً عند تفاعل مادة المحلل مع المحوّل، أو “معتمد على العلامات”، حيث تُعزز الإشارات بطرق مضيئة أو فلورية أو لونية. 

بينما تقدم مزايا متميزة مقارنةً بالتقنيات التحليلية التقليدية، تتطلب أجهزة الاستشعار البصرية مصادر ضوء خارجية، مما يحد من نشرها في البيئات المختبرية ويمنع استخدامها في مراقبة الرعاية الصحية والبيئية.

لتجاوز التحديات في تطبيقاتها الواسعة في الحياة الواقعية، استخدم الباحثون في مختبر الأنظمة البيونانوفوتونية بمدرسة الهندسة في EPFL الفيزياء الكمومية لاكتشاف وجود الجزيئات الحيوية دون الحاجة إلى مصدر ضوء خارجي.

دفع حدود الاستشعار البصري

لكشف المحللات البيولوجية، تستخدم أجهزة الاستشعار البصرية موجات الضوء. في حين أن استخدام هياكل النانو فوتونية “تضغط” الضوء على سطح رقاقة صغيرة لتوجيه موجات الضوء إلى مستوى النانومتر يمكن أن يحسّن أدائها بشكل كبير، كما أشرنا أعلاه، فإن ذلك يتطلب مصادر ضوء خارجية، مما يستلزم معدات ضخمة، وبالتالي يمنع استخدامها في التشخيص السريع وفي إعدادات نقاط الرعاية.

لذلك، لإلغاء الحاجة إلى مصدر ضوء خارجي في جهاز استشعار يعتمد على الضوء، لجأ الباحثون إلى الفيزياء الكمومية. 

لقد قدموا مستشعرًا بلازميًا مع مصدر ضوء مدمج، يُوفره تقاطع الأنفاق الكمومية. 

تمت دراسة هياكل المعادن النانوية البلازمونية بنشاط كحساسات بصرية بسبب قدراتها الفريدة على دعم تعزيز المجال البصري القوي وكذلك حجز الضوء على نطاق دون الطول الموجي عبر الرنانات السطحية البلازمونية المحلية ورنانات البلازمون السطحية المتنقلة (SPPs).

LSPR هو الحركة المتذبذبة الجماعية للإلكترونات الحرّة قرب سطح المعادن النبيلة المهيكلة عندما تُضاء بالضوء. يؤدي ذلك إلى إنشاء حقل كهرومغناطيسي موضعي بخصائص بصرية مميزة.

أما SPPs فهي موجات سطحية كهرومغناطيسية تنشأ عندما تتقابل البلازمونات السطحية مع الفوتونات وتنتقل على طول الواجهة بين معدن ومادة عازلة. 

استنادًا إلى هذه الظواهر، تجاوزت أجهزة الاستشعار البيولوجية أداء الكشف للأجهزة البصرية التقليدية، مما سهل انتشارها وتcommercialization. 

في الواقع، أصبحت مستشعرات الرنين البلازموني السطحي (SPR) القائمة على أفلام معدنية مسطحة واحدة من التقنيات الخالية من العلامات القياسية لمراقبة التفاعلات الجزيئية في الوقت الحقيقي.

تسمح مستشعرات النانو بلازمي، التي تجمع بين المواد النانوية، LSPR أو SPR، وأجهزة الاستشعار البصرية، بتقليل حجم العينات المطلوبة، مما يتيح مراقبة إفراز الخلية الواحدة في الوقت الحقيقي. 

تتجه التطورات في المجال الآن إلى أنظمة الاستشعار البلازمونية الكمومية التي يمكن أن تكتشف فرصًا جديدة لتحسين أداء الأجهزة إلى مستوى الكشف عن الجزيء الواحد. لكن على الرغم من كل التقدم في مجال النانو فوتونيات، لا يزال هناك حاجة إلى مصدر ضوء خارجي لإثارة SPPs.

يُدمج ذلك مع معدات ضخمة مثل المنشورات أو الشبكات، مما يحد من قابلية استخدام المستشعرات البلازمونية. لتطوير استخدامها في أبحاث الكيمياء الحيوية والتشخيصات الطبية، نحتاج إلى أجهزة مصغرة ومتكاملة.

الاستفادة من نفق الإلكترون غير المرن لتوليد الضوء على الرقاقة

نُشر في Nature Photonics¹ بالتعاون مع باحثين من ETH Zurich، ICFO، وجامعة يونسي، عرض مهندسو EPFL مستشعرًا بصريًا خالٍ من العلامات على الرقاقة يضيء نفسه ويستفيد من النفق الكمومي، وهو ظاهرة يمر فيها الجسيم عبر حاجز طاقة محتمل لا يمكنه عبوره وفقًا للفيزياء الكلاسيكية.

من خلال استغلال نفق الإلكترون غير المرن، أنشأ الباحثون جهازًا لا يحتاج سوى تدفق ثابت من الإلكترونات على شكل جهد كهربائي مطبق لتوليد الضوء وتحديد الجزيئات. 

“إذا فكرت في الإلكترون كموجة، وليس كجسيم، فإن تلك الموجة لديها احتمال منخفض للـ‘نفق’ إلى الجانب الآخر من حاجز عازل رقيق جدًا مع إصدار فوتون ضوئي. ما فعلناه هو إنشاء بنية نانوية تشكل جزءًا من هذا الحاجز العازل وتزيد من احتمال حدوث انبعاث الضوء.”

– الباحث ميخائيل ماشارين

لتصميم جهازهم، استخدم المهندسون فيلمًا متعدد الطبقات حيث يكون العازل بين معدنين. 

هنا، تُوضع أسلاك نانوية من الذهب (Au) فوق طبقة رقيقة من الألمنيوم، التي تشكل حاجز النفق، تفصلها عن فيلم ألمنيوم (Al) في القاع. 

تستخدم السطح العلوي سطحًا ميتا‑بلازمونيًا يخدم غرضين، وهو جوهر الابتكار. تُعد طبقة الذهب في البنية النانوية اتصالًا كهربائيًا لتقاطع النفق وكذلك واجهة بصرية لتسهيل ربط نفق الإلكترون الكمومي غير المرن، المصحوب بانبعاث الضوء، مع إشعاع الفضاء الحر.

ما يعنيه ذلك هو أن السطح الميتا‑بلازموني يظهر خصائص خاصة تخلق الظروف للنفق الكمومي وتتحكم في انبعاث الضوء الناتج. 

يتم التحكم في ذلك من خلال ترتيب السطح الميتا‑بلازموني، الذي يتكون من شبكة من أسلاك نانوية من الذهب. تعمل هذه كـ‘هوائيات نانوية’ لتجميع الضوء في أحجام نانوية ضرورية للكشف الفعال عن الجزيئات الحيوية.

يؤثر هذا الترتيب على الكفاءة الكمومية الداخلية لعملية النفق عن طريق تعزيز المكوّن الإشعاعي لكثافة حالات الطاقة الضوئية، مما يحسن الكفاءة الكمومية الإشعاعية، وبالتالي يعزز الإشارة المكتشفة. 

بعبارات أبسط، تُنشئ بنيةهم النانوية الظروف المناسبة لمرور الإلكترون عبرها وتجاوز حاجز أكسيد الألمنيوم للوصول إلى طبقة الذهب الرقيقة (Au). في هذه العملية، يُنقل جزء من طاقة الإلكترون إلى الإثارة الجماعية (المعروفة بالبلازمون)، التي تُصدر بعد ذلك فوتونًا. 

لإنتاج انبعاث ضوء فعال ومتجانس مكانيًا من نفق الإلكترون غير المرن (LIET)، استخدم الباحثون تصميم سطح ميتا‑بلازموني مرن تم تحسينه للاستشعار الحيوي. المؤلف الأول، جيه‑هي لي، باحث سابق في مختبر الأنظمة البيونانوفوتونية ومهندس حالي في سامسونج إلكترونيكس: 

“نفق الإلكترون غير المرن عملية ذات احتمال منخفض جدًا، لكن إذا كان لديك عملية منخفضة الاحتمال تحدث بشكل متجانس على مساحة كبيرة جدًا، يمكنك جمع ما يكفي من الفوتونات. هذا هو ما ركزنا على تحسينه، وتبين أنه استراتيجية واعدة جدًا للاستشعار الحيوي.” 

يضمن تصميم الجهاز أن طيف الضوء وشدته يتغيران عند ملامسة الجزيئات الحيوية، مما يوفر تقنية قوية للكشف الخالي من العلامات وفي الوقت الحقيقي.

أجهزة الاستشعار الكمومية: مدمجة، قابلة للتوسع، وفي الوقت الحقيقي

مع الجهاز المدمج المبتكر، حقق الباحثون تقدمًا كبيرًا في قدرات المستشعرات المتوفرة حاليًا في السوق.

كما صرّحت هاتيس ألتوغ، رئيسة مختبر الأنظمة البيونانوفوتونية:

“أظهرت الاختبارات أن مستشعرنا الذاتي الإضاءة يمكنه اكتشاف الأحماض الأمينية والبوليمرات بتركيزات بيكوجرامية – أي جزء من المليار من الغرام – منافسًا لأكثر المستشعرات تقدمًا المتاحة اليوم.”

نقطة مهمة أخرى هنا هي استخدام ميكانيكا الكم لتحقيق الاختراق، مما ينقلها إلى المجال العملي.

تم استكشاف الكثير حول ميكانيكا الكم، النظرية الأساسية للفيزياء التي تتعامل مع خصائص وسلوك الجسيمات على المستوى الذري وتحت الذري، والتي تم تقديمها لأول مرة قبل قرن من الزمان.

خلال هذه الفترة، ساعدت ميكانيكا الكم في تقدم الصناعات من خلال دعم العديد من التقنيات الحديثة، بما في ذلك أشباه الموصلات للإلكترونيات، الليزر، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). كما تمهّد الطريق للابتكارات المستقبلية، مثل الحوسبة الكمومية والأمن السيبراني المتقدم. 

وفقًا لجوليان كيلي، مدير الأجهزة في Google Quantum AI، قد نكون على بعد “خمسة أعوام من اختراق حقيقي، تطبيق عملي لا يمكن حله إلا على كمبيوتر كمومي.”

يقول إن الحواسيب الكمومية “يمكنها الوصول إلى طريقة عمل الكون على المستوى الأكثر أساسية.”

Nvidia (NVDA ) الرئيس التنفيذي جنسن هوانغ يشارك الرأي نفسه. يعتقد أن الحوسبة الكمومية لديها القدرة على “تحقيق تأثير استثنائي”، لكنه أضاف أن “التقنية معقدة بشكل جنوني.”

في خضم ذلك، دمج مهندسو EPFL مصادر ضوء كمومية مباشرةً في أجهزة بحجم الرقاقة، محدثين ثورة في تقنية الاستشعار التي يمكن استخدامها للمراقبة الصناعية، بما في ذلك اختبار المياه، التحكم في جودة الهواء، وسلامة الأغذية. يمكن لاختراقهم أيضًا أن يفتح أبوابًا لأجهزة كشف كمومية جديدة ومستشعرات ذكية.

توفر بنية مستشعر LIET هنا بصمة جهاز أصغر، بفضل الهوائيات البلازمونية التي تعمل كمصدر ضوء وعنصر استشعار، مقارنةً بالتصاميم التي تدمج هياكل بلازمونية فوق كواشف ضوئية أو صمامات LED.

اختبر الباحثون جهازهم مع جزيئات حيوية وبوليمرات بسماكة نانومترية ووجدوا أن كلًا من شدة الضوء المنبعث والملف الطيفي يتعدلان بتغيّر معامل الانكسار المحلي الناتج عن وجود المحلل. وهذا يعني أن أجهزة LIET يمكن استخدامها كأجهزة استشعار بصرية مدمجة وحساسة على الرقاقة لتطبيقات نقاط الرعاية.

وفقًا للدراسة، يمتلك جهاز الاستشعار طاقة انبعاث كافية للعمل مع أكثر كواشف الضوء شيوعًا. المنصة الكمومية قابلة للتوسع ومتوافقة مع طرق تصنيع المستشعرات، مما يجعلها قابلة للإنتاج الواسع والتوزيع.

قال باحث مختبر الأنظمة البيونانوفوتونية إيفان سينيف: “عملنا يقدم مستشعرًا متكاملًا بالكامل يجمع بين توليد الضوء والكشف على رقاقة واحدة. مع تطبيقات محتملة تتراوح من تشخيصات نقاط الرعاية إلى كشف الملوثات البيئية، تمثل هذه التقنية حدودًا جديدة في أنظمة الاستشعار عالية الأداء.”

مع مساحة نشطة أقل من مليمتر مربع واحد للتشخيص، يمكن للتصميم بالتأكيد فتح آفاق مثيرة لتحقيق مستشعر إلكتروني بصري عملي وتطبيقات جديدة.

كما يمكن أن يؤدي إلى أجهزة محمولة جديدة بالمقارنة مع الأنظمة الحالية ذات الطاولة، التي تناسب تمامًا بيئات مثل عيادات الأطباء، دور رعاية المسنين، والعيادات النائية، حيث يكون المعدات المختبرية الضخمة غير عملية.

طبيعته الخالية من العلامات وقدرته على المراقبة في الوقت الحقيقي تجعل المستشعر الكمومي مثاليًا لتتبع العلامات الحيوية في أمراض مثل العدوى، السرطان، والاضطرابات الأيضية.

بعيدًا عن كل ذلك، يمكن للمنصة أن تساعد في توفير رؤى علمية أساسية قد تدفع تقدم مجالات أخرى، بما في ذلك النانو‑بصريات، علم المواد، والحوسبة الكمومية.

انقر هنا لتتعرف على الحالة الحالية للحوسبة الكمومية.

أفضل فرص الاستثمار في مستشعرات بيو‑كوانتم

الآن، حان الوقت للغوص بعمق في خيارات الاستثمار، سواءً الراسخة أو الناشئة، في مجال الاستشعار القائم على الكم.

اللاعبون والمنصات الراسخة

عند الحديث عن الأدوات التحليلية والتشخيصية، تُعد Agilent Technologies (A ) من بين الأسماء البارزة التي يمكنها دمج التقنية الجديدة في خطوط منتجاتها.

تتميز الشركة بتخصصها في التشخيص، علوم الحياة، والأسواق التطبيقية. تقدم برمجيات وحلول أتمتة المختبرات بالإضافة إلى الكواشف، الأجهزة، والمواد الاستهلاكية. بالإضافة إلى مكونات صيدلانية نشطة للعلاجات القائمة على الأليغو، تقدم أيضًا أجهزة وبرمجيات لتحديد، قياس، وتحليل الخصائص البيولوجية للمواد.

في وقت سابق من هذا العام، تعاونت Agilent مع ABB Robotics لتقديم حلول مختبرية مؤتمتة، مما يجعل عمليات البحث ومراقبة الجودة أسرع وأكثر كفاءة.

مع رأس مال سوقي يبلغ 33.45 مليار دولار، يتم تداول أسهم Agilent حاليًا عند 117.76 دولار، بانخفاض 12.16% منذ بداية العام، لكنها لا تزال قريبة من ذروتها في 2021 التي كانت حوالي 180 دولار. لديها ربحية سهم (EPS) (TTM) قدرها 4.06 دولار ومضاعف سعر السهم إلى الأرباح (P/E) (TTM) يبلغ 28.98، مع عائد توزيعات بنسبة 0.84% متاح أيضًا. 

من الناحية المالية، أبلغت الشركة مؤخرًا عن نتائج الربع الثاني من عام 2025، التي أظهرت نموًا بنسبة 6% في الإيرادات لتصل إلى 1.67 مليار دولار بينما كان صافي الدخل وفقًا لمبادئ GAAP 215 مليون دولار وربحية السهم (EPS) 0.75 دولار.

في عالم الفوتونيات/البصريات، تُعد AMS (AMS‑Osram) الشركة التي قد تستفيد من مكونات إضاءة نانوية الحجم.

تصمم وتنتج شركة AMS النماذج الدقيقة المتكاملة وتقدم خدماتها في مجالات المستشعرات، واجهات المستشعرات، إدارة الطاقة، والترفيه المتنقل في أسواق الاتصالات، التقنية الطبية، والسيارات.

في معرض Sensors Converge 2025 الشهر الماضي، عرضت AMS أحدث مستشعر Time‑of‑Flight متعدد المناطق، الذي يوفر أكثر من 20 مرة عدد البكسلات مقارنةً بالنسخ السابقة، حتى بأقل استهلاك للطاقة، في وحدة مدمجة شاملة.

الشركة ذات القيمة السوقية بالمليارات، التي تقدم مصنعًا متكاملًا متخصصًا في تقنيات المستشعرات، لديها ربحية سهم (EPS) (TTM) قدرها -1.51 ومضاعف السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) يبلغ -6.82.

في الربع الأول من عام 2025، سجلت إيرادات قدرها 820 مليون يورو مع تحسين الربحية وتوقع تدفق نقدي حر يزيد عن 100 مليون يورو للعام المالي 25. في ذلك الوقت، كشفت أيضًا عن خطط لبيع جزء من أعمالها لتوليد أكثر من نصف مليار دولار من رأس المال لتقليل ديون الشركة.

المتخصصون في الكم وتكنولوجيا النانو

إذا نظرنا إلى مجال الكم، تُعرف Applied Materials (AMAT ) بتوفير أدوات الترسيب والتصنيع النانوي، مما يجعل أنظمتها أساسية لتوسيع إنتاج المستشعرات الحيوية. 

تعمل شركة حلول هندسة المواد عبر ثلاثة أقسام: أنظمة أشباه الموصلات؛ التي تصنع مجموعة من المعدات الأساسية 300 مم المستخدمة في تصنيع رقائق أشباه الموصلات أو الدوائر المتكاملة، العرض؛ التي تشمل منتجات لتصنيع شاشات LCD، OLED، وغيرها من التقنيات للهواتف الذكية، الأجهزة اللوحية، الحواسيب، التلفزيونات، الشاشات، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وخدمات التطبيقات العالمية (AGS)؛ التي تصنع معدات 200 مم وتوفر قطع غيار وبرمجيات أتمتة لمصانع التصنيع.

فيما يتعلق بأداء السوق للشركة ذات القيمة السوقية 146 مليار دولار، تُتداول أسهمها حاليًا عند 182.10 دولار، بارتفاع 11.8% منذ بداية العام. ربحية السهم (EPS) (TTM) هي 8.21، ومضاعف السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) هو 22.20. عائد التوزيعات للمساهمين يتجاوز 1٪. 

أما من الناحية المالية، فقد أبلغت الشركة عن هامش إجمالي GAAP بنسبة 49.1% للربع الثاني من عام 2025 وهامش إجمالي غير GAAP بنسبة 49.2%. في الوقت نفسه، سجل ربحية السهم وفق GAAP 2.63 دولار، وربحية السهم غير GAAP 2.39 دولار. تم توليد نقدية من العمليات خلال هذه الفترة بقيمة 1.57 مليار دولار بينما وزعت Applied Materials 2 مليار دولار على المساهمين، بما في ذلك 1.67 مليار دولار لإعادة شراء الأسهم و325 مليون دولار كأرباح.

نسب الرئيس التنفيذي غاري ديكرسون إلى الحوسبة الذكية ذات الأداء العالي والكفاءة الطاقية كقوة دافعة رئيسية للابتكار.

المراحل المبكرة والشركات المتفرعة

في المشاريع الناشئة، تُعرف Lux Capital باستثمارها في التقنيات الناشئة، بما في ذلك علوم المواد، الكيمياء الحيوية، الإلكترونيات، الفضاء، والبنية التحتية. كما تساعد شركة رأس المال المخاطر (VC) الأكاديميين على تقدم الاكتشافات التقنية مع خطط لاستثمار ما لا يقل عن 100 مليون دولار لدعم الأبحاث الواعدة في قطاعات مثل التكنولوجيا الحيوية والذكاء الاصطناعي.

تُعد Breakthrough Energy Ventures (BEV) خيارًا آخر قد يستهدف شركات منصة الكم‑نانو مماثلة.

تأسست BEV على يد بيل غيتس، وتتألف من عشرين مستثمرًا من جميع أنحاء العالم. استثمر الصندوق في كل شيء من المستشعرات الذكية، حلول التخزين، والتقنية الحيوية إلى الذكاء الاصطناعي والاستدامة. كما التزم بالاستثمار بأكثر من مليار دولار في تقنيات جديدة عبر تحالف Breakthrough Energy Coalition (BEC).

في المستقبل، من الممكن أيضًا أن نرى شركات ناشئة تنبثق من EPFL أو ETH أو ICFO مع تركيز على التقنية الكمومية وتصبح لاعبين تجاريين. هذا ليس جديدًا، فعلى مر السنين ظهرت العديد من الشركات المتفرعة من الجامعات لتحويل الاختراعات التقنية التي تم تطويرها من أبحاثها.

على سبيل المثال، انبثقت شركات مثل Akamai، Boston Dynamics، OKCupid، Cambridge Mobile Telematics، iRobot ، RSA Security، Nimble VR، Meraki، والعديد غيرها من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT).

حتى EPFL شهدت العديد من الشركات المتفرعة مثل Bionomous، Dronistics، Hydromea، MindMaze، Sensars، SenseFly، Kandou، Nexthink، وغيرها عبر قطاعات متعددة.

شاهدت ETH Zurich شركات متفرعة في مجالات مثل الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، التكنولوجيا الحيوية، الصيدلة، والروبوتات، بينما انبثقت على الأقل عشر شركات من ICFO، بما في ذلك LuxQuanta التي تستخدم تقنيات الكم لتوفير أمان البيانات.

الخلاصة

تُعد أجهزة الاستشعار البصرية مهمة في مجالات التشخيص الطبي الدقيق، الطب الشخصي، ومراقبة البيئة. من خلال تقديم مستشعر بلازمي ذاتي الإضاءة، يمثل الابتكار الأخير تحولًا يجمع بين النفق الكمومي والفوتونيات في رقاقة متكاملة. 

هذا لا يتحدى فقط تصميم المستشعر التقليدي، بل يبرز أيضًا كتطبيق عملي لميكانيكا الكم، متجاوزًا التجارب إلى تقنيات قابلة للتوسع مع إمكانية تبني واسعة.

من خلال دمج مصادر ضوء كمومية مباشرةً في أجهزة بحجم الرقاقة، أنشأ الباحثون حدودًا جديدة في تقنية الاستشعار، واعدين بالتنوع، الصغر، وحساسية غير مسبوقة عبر القطاعات.

انقر هنا للحصول على قائمة بأهم شركات الحوسبة الكمومية.

الدراسات المشار إليها:

1. Lee, J.; Wu, Y.; Sinev, I.; et al. مستشعر بلازمي مُمكّن بواسطة النفق الكمومي الرنوني. Nat. Photon. 2025. https://doi.org/10.1038/s41566-025-01708-y