تحقیقات جدید گامی بزرگ به سوی اینترنت کوانتومی برمی‌دارد

در این آزمایش، وقتی یک فوتون واحد با یک فوتون در یک جفت فوتون درهم‌تنیده برخورد می‌کند، حالت آن فوراً به فوتون دیگر که در فاصله‌ی دوری قرار دارد منتقل می‌شود - پدیده‌ای که تله‌پورت کوانتومی نامیده می‌شود.

دانشمندان آلمانی با انتقال اطلاعات بین فوتون‌های ساطع شده از دو نقطه کوانتومی مختلف برای اولین بار، گامی بزرگ به سوی اینترنت کوانتومی - شبکه ارتباطی فوق امن آینده - برداشته‌اند.

نتایج در Nature Communications منتشر شد.

نقاط کوانتومی ساختارهای کوچکی در مواد نیمه‌هادی هستند که فوتون‌های منفرد را منتشر می‌کنند. در ارتباطات کوانتومی، هر فوتون یک «بیت کوانتومی» را حمل می‌کند - برای مثال، جهت قطبش نور. نکته خاص این است که اگر «استراق سمع» شود، فوتون بلافاصله ردی از خود به جا می‌گذارد و به سیستم کمک می‌کند تا تداخل را تشخیص دهد.

با این حال، برای «تله پورت» اطلاعات کوانتومی، فوتون‌ها باید از نظر رنگ و زمان انتشار تقریباً یکسان باشند. این کار دشوار است، به خصوص وقتی که از منابع مختلف تولید شوند.

تیم دانشگاه اشتوتگارت این مشکل را با ایجاد دو منبع فوتون نیمه‌هادی تقریباً یکسان و استفاده از یک مبدل فرکانس برای تنظیم دقیق انحرافات کوچک حل کرد.

یکی از منابع یک فوتون تولید می‌کند، و دیگری جفت فوتون‌هایی تولید می‌کند که «درهم‌تنیده» هستند - یعنی با وجود فاصله زیاد از هم، حالت یکسانی دارند.

در این آزمایش، هنگامی که یک فوتون واحد با یکی از جفت‌های درهم‌تنیده برخورد می‌کند، حالت آن فوراً به فوتون دیگر که در فاصله‌ی دوری قرار دارد منتقل می‌شود - پدیده‌ای که تله‌پورت کوانتومی نامیده می‌شود. دو محل آزمایش توسط یک کابل فیبر نوری به طول ۱۰ متر به هم متصل شده‌اند.

این تیم می‌گوید که نرخ موفقیت آن بیش از ۷۰ درصد است و هدف آن مسافت‌های بسیار طولانی‌تر است. درهم‌تنیدگی نقطه کوانتومی قبلاً ۳۶ کیلومتر از طریق شبکه فیبر نوری اشتوتگارت منتقل شده است.

این دستاورد گامی مهم در جهت ایجاد یک تکرارکننده کوانتومی است - دستگاهی که می‌تواند سیگنال‌های کوانتومی را در فواصل طولانی منتقل کند. برخلاف اینترنت امروزی، سیگنال‌های کوانتومی را نمی‌توان تقویت یا کپی کرد، بنابراین فقط یک تکرارکننده کوانتومی می‌تواند اطلاعات را بدون از دست دادن امنیت «به‌روزرسانی» کند.

این پروژه بخشی از برنامه ملی آلمان Quantenrepeater.Net است که با مشارکت بیش از ۴۰ واحد تحقیقاتی و تجاری انجام می‌شود. دانشمندان انتظار دارند آزمایش‌های بنیادی مانند این، راه را برای شبکه‌های کوانتومی واقعی در آینده هموار کند.

(TTXVN/ویتنام+)

منبع: https://www.vietnamplus.vn/nghien-cuu-moi-dat-buoc-tien-lon-huong-toi-internet-luong-tu-post1080081.vnp