پژوهشگران برای نخستین‌بار موفق شدند اطلاعات کوانتومی را میان فوتون‌هایی که از دو نقطه کوانتومی متفاوت تولید شده‌اند منتقل کنند؛ دستاوردی که یک گام بزرگ به‌سوی ساخت اینترنت کوانتومی واقعی به‌شمار می‌آید.
به گزارش برنا، این پژوهش توسط تیمی از مؤسسه‌ی اپتیک نیمه‌رسانا و واسط‌های عملکردی (IHFG) دانشگاه اشتوتگارت انجام شده و نتایج آن در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
گامی اساسی برای ساخت تکرارکننده‌های کوانتومی
اینترنت کوانتومی قرار است امنیت ارتباطات را با بهره‌گیری از قوانین فیزیک کوانتومی چندین برابر کند و راه نفوذ هکر‌ها را ببندد. با این حال یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها توسعه‌ی تکرارکننده‌های کوانتومی است؛ تجهیزاتی که باید اطلاعات کوانتومی را بدون امکان تقویت یا کپی‌برداری در مسیر‌های نوری طولانی تازه‌سازی کنند تا در فیبر نوری از بین نرود.
پیتر میشلر، رئیس IHFG می‌گوید: برای نخستین‌بار در جهان توانستیم اطلاعات کوانتومی را میان فوتون‌هایی که از دو نقطه کوانتومی متفاوت می‌آیند، منتقل کنیم.
در ارتباطات کوانتومی فوتون‌ها حامل اطلاعات هستند و صفر و یک کوانتومی از طریق قطبش آنها رمزگذاری می‌شود. هرگونه تلاش برای استراق‌سمع تغییر در قطبش ایجاد کرده و قابل تشخیص است.
سازگارکردن فوتون‌ها
در مسیر ایجاد شبکه‌های کوانتومی لازم است فوتون‌های تولیدشده در نقاط مختلف از نظر ویژگی‌هایی مانند زمان‌بندی و رنگ نور تقریبا یکسان باشند؛ موضوعی که دستیابی به آن بسیار دشوار است. تیم QRN با همکاری مؤسسه IFW درسدن نقاط کوانتومی‌ای ساخته که از نظر انرژی و ساختار اختلاف بسیار ناچیزی دارند و امکان تولید فوتون‌های تقریبا یکسان را فراهم می‌کند.
تله‌پورت اطلاعات میان دو منبع مستقل
در آزمایش جدید پژوهشگران توانستند وضعیت قطبش یک فوتون را از یک نقطه کوانتومی به فوتونی دیگر که از نقطه کوانتومی دوم تولید شده بود تله‌پورت کنند. نقطه اول یک فوتون منفرد تولید کرد و نقطه دوم یک جفت فوتون درهم‌تنیده گسیل کرد. فوتونی از این جفت به نقطه اول ارسال شد و هنگام هم‌پوشانی با فوتون اول، وضعیت کوانتومی آن به فوتون دیگر در نقطه دوردست منتقل شد.
برای رفع اختلافات بسیار کوچک میان بسامد فوتون‌ها تیمی به رهبری کریستوف بخر در دانشگاه زارلند از مبدل‌های بسامد کوانتومی استفاده کرد که بخش مهمی از موفقیت آزمایش بود.
حرکت به‌سوی مسافت‌های بیشتر
در این آزمایش دو نقطهٔ کوانتومی با حدود ۱۰ متر فیبر نوری به هم متصل بودند. پژوهشگران اکنون قصد دارند این فاصله را به‌طور چشمگیری افزایش دهند. پیش‌تر نیز نشان داده شده بود که درهم‌تنیدگی فوتون‌های نقاط کوانتومی در مسیر ۳۶ کیلومتری در مرکز شهر اشتوتگارت پایدار می‌ماند.
نرخ موفقیت تله‌پورت در حال حاضر کمی بیش از ۷۰ درصد است، اما تیم تحقیقاتی با بهبود فناوری ساخت نیمه‌رسانا‌ها در تلاش است این مقدار را افزایش دهد.
همکاری سراسری برای توسعه تکرارکننده کوانتومی
این پروژه بخشی از طرح Quantenrepeater.Net (QRN) است که با حمایت وزارت فدرال پژوهش، فناوری و فضا (BMFTR) و با همکاری ۴۲ شریک دانشگاهی، پژوهشی و صنعتی در سراسر آلمان اجرا می‌شود. این برنامه ادامه‌ای بر پروژه QRX است که از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۴ پایه‌های اولیه تکرارکننده‌های کوانتومی را ایجاد کرد.
آزمایش‌های تله‌پورت تحت هدایت موسسه IHFG و با مشارکت IFW درسدن و گروه اپتیک کوانتومی دانشگاه زارلند انجام شد.
انتهای پیام/
|
مطالب پیشنهادی از سراسر وب |
