تکنولوژی

یک گام بزرگ به سوی اینترنت کوانتومی؛ چین رکورد انتقال داده بین حافظه های کوانتومی را شکست



پیشرفت های تکنولوژیکی در کامپیوترهای کوانتومی امکان پذیرش عمومی آنها را فراهم می کند. اما برای دستیابی به این هدف، بسیاری از زمینه های تحقیقاتی جانبی برای کاربرد در دنیای واقعی آن باید بررسی شود. محققان چینی اکنون موفق شده‌اند دو حافظه کوانتومی (دستگاه‌هایی که می‌توانند اطلاعات را در حالت‌های کوانتومی برای بازیابی بعدی ذخیره کنند) را در طولانی‌ترین فاصله ثبت‌شده، یعنی 12.5 کیلومتر، به هم متصل کنند. این مرحله به مفهوم اینترنت کوانتومی منجر شد. اینترنت که ارتباط غیرمتمرکز بین رایانه‌های کوانتومی را امکان‌پذیر می‌کند محققان با همکاری دانشگاه علم و فناوری چین در مؤسسه فناوری کوانتومی در جینان نشان داده‌اند که حافظه‌های کوانتومی درهم‌تنیده می‌توانند انسجام خود را حتی زمانی که محیط شهری بین آنها قرار دارد حفظ کنند. درهم تنیدگی از قبل شناخته شده است و به فرآیندی اشاره دارد که در آن دو موجودیت کوانتومی (مانند کیوبیت ها یا حافظه های کوانتومی) به هم متصل می شوند. بنابراین حالت ها و محتوای آنها را نمی توان به طور جداگانه توصیف کرد. مشکل این است که حساسیت واحدهای کوانتومی به اختلالات محیطی مانند اختلالات الکترومغناطیسی یا حرارتی منجر به عوارض جانبی از جمله فروپاشی حالت آنها می شود که می تواند باعث از بین رفتن انسجام و درهم تنیدگی و در نتیجه اطلاعات شود. به گفته TomsHardware، در سال 2020 محققان آزمایش‌هایی را انجام دادند که در آن توانستند دو کیوبیت مختلف را در فاصله 50 کیلومتری از طریق یک کابل فیبر نوری به هم متصل کنند. با این حال، روش انتقال داده ها در این آزمایش، که می تواند بدون تداخل محیطی کار کند، مقیاس بندی شد و همچنین کنترل محیط کیوبیت را تسهیل کرد. Xiao-Hui Bao، یکی از محققان درگیر در این مطالعه، در مصاحبه با Phys گفت. وب سایت org: در سال 2020 مقاله ای منتشر کردیم که در آن درهم تنیدگی دو حافظه کوانتومی را از طریق یک پیوند نوری 50 کیلومتری نشان دادیم. در این آزمایش، هر دو حافظه مورد استفاده ما در یک آزمایشگاه قرار داشتند. بنابراین کاملاً مستقل نبودند. گام بعدی در تحقیق ما مستقل ساختن این دو خاطره بود. در حالی که فاصله زیادی بین آنها وجود دارد.در حال حاضر، فیزیک مستلزم آن است که اطلاعات کوانتومی همیشه از طریق روش های کلاسیک مانند کابل نوری ارسال شود. بنابراین محققان دو مجموعه کوانتومی ایجاد کردند که حافظه کوانتومی A در آزمایشگاه اول قرار داشت و سپس برای افزودن انرژی به آن، با لیزر در فرآیندی به نام “تحریک” مورد اصابت قرار گرفت. انرژی اضافه شده بلافاصله به صورت فوتون ساطع می شود. زیرا حافظه کوانتومی به طور طبیعی به حالت اولیه خود باز می گردد. علاوه بر این، فوتون‌ها ذاتاً با توجه به حافظه کوانتومی که آنها را ساطع می‌کند، درهم‌تنیده‌اند. سپس محققان از یک کابل نوری برای انتقال فوتون ساطع شده از گره اصلی به گره دوم استفاده کردند. گره ای که در فاصله 12.5 کیلومتری قرار داشت. ورود این فوتون به گره دوم به این معنی است که محققان اکنون می توانند از اطلاعات مربوط به حالت کوانتومی آن برای درهم تنیدگی یک حافظه کوانتومی جدید استفاده کنند. در نهایت، نتایج آزمایش های این محققان نشان می دهد که دو حافظه کوانتومی مختلف با وجود فاصله 12.5 کیلومتری بین آنها به اصطلاح در هم تنیده شده اند. به خصوص با توجه به سطح انرژی پایین فوتون ساطع شده (نزدیک مادون قرمز در ۷۲۵ نانومتر)، که آنها را به ویژه در برابر تداخل ناشی از انرژی بالاتر آسیب پذیر می کند. برای حل مشکل سطح انرژی پایین، محققان از تکنیک تبدیل فرکانس کوانتومی برای تغییر طول موج فوتون به 1342 نانومتر استفاده کردند که بازده کلی انتقال را تا حد زیادی بهبود می بخشد. این تحقیق به پیدایش اینترنت کوانتومی کمک می کند. جایی که می توان اطلاعات کوانتومی را از گره ای به گره دیگر با کارآمدتر و ایمن تر ارسال کرد. همچنین، از آنجایی که فوتون به تداخل خارجی بسیار حساس است، هر کسی که سعی در دسترسی به محتویات آن داشته باشد باعث فروپاشی فوتون مورد نظر می شود. بنابراین، اطلاعات ذخیره شده در آن از بین خواهد رفت. امکانی که می تواند به ایجاد عصر جدیدی از ارتباطات کوانتومی ایمن منجر شود.همچنین، تحقیقات دانشمندان چینی راه را برای عملکرد غیرمتمرکز کامپیوترهای کوانتومی باز می کند که در آن آنها می توانند از همان کامپیوتر کوانتومی استفاده کنند که اطلاعات لازم را از یک کامپیوتر مخابره می کند. یک گره به دیگری یک طرح توزیع شده را دنبال کنید. به طور کلی، نتایج این آزمایش‌ها می‌تواند گامی بسیار مهم و ضروری به سوی آینده کوانتومی باشد.

Leave a Reply

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.