ثبت ركورد جدید در درهم تنیدگی كوانتومی بین نور و ماده
اینترنت كوانتومی به واقعیت نزدیك شد
به گزارش دیجیتالر محققان اتریشی با ثبت ركورد سفر ۵۰ كیلومتری نور و ماده به صورت درهم تنیده پایه و اساس تحقق اینترنت كوانتومی را بنا نهادند.
به گزارش دیجیتالر به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، دنیای شبح وار مكانیك كوانتومی امكان دارد یك روز یك اینترنت سریع تر و مطمئن تر ایجاد كند. هم اكنون یك مطالعه با ثبت ركورد فاصله جدیدی برای درهم تنیدگی كوانتومی بین ذرات نور و ماده به این سمت گام بردشته است.
محققان موفق به ارسال یك فوتون و درهم تنیده شدن آن با یك یون در یك فیبر نوری به طول ۵۰ كیلومتر شده اند.
درهم تنیدگی كوانتومی پیوند عجیبی را توصیف می كند كه می تواند بین دو ذره تشكیل گردد، حتی اگر با مسافت های زیاد از هم جدا باشند. اطلاعات در مورد حالت های كوانتومی آنها می تواند چنان پیوند ناگسستنی برقرار كند كه نگاه كردن به یك ذره می تواند اطلاعاتی در مورد دیگری به شما بگوید و هر چقدر هم كه از هم دور باشند، فورا بر تغییر هم تأثیر بگذارند.
درهم تنیدگی كوانتومی می گوید در سامانه های مركب با وضعیت هایی مواجه می شویم كه در آن اجزای سامانه دارای هیچ خصوصیت نیستند، بلكه فقط سامانه كل دارای دسته ای از خصوصیت ها است. به زبان ساده و بعنوان نخستین مثال تاریخی، درهم تنیدگی، جفت شدن خواص مكانیكی دو ذره است، ذراتی كه پیش تر با یكدیگر در اندركنش بوده و سپس از یكدیگر جدا شده اند. در هم تنیدگی برای ذراتی همچون فوتون ها، الكترون ها و حتی مولكول ها رخ می دهد. این اندركنش فیزیكی مربوط به خواصی نظیر مكان، تكانه، اسپین، قطبش و غیره است، بگونه ای كه با تعیین هر یك از خواص برای یكی از دو ذره همان خاصیت در دیگری تعیین می شود. به عبارت دیگر هر یك از ذرات جفت شده به خوبی توسط حالت كوانتومی مشابه توصیف می شوند.
از آنجائیكه این مسئله در واقع به معنای انتقال اطلاعات است، این پدیده جالب می تواند پایه و اساس نوع جدیدی از ارتباطات را تشكیل دهد. اینترنت كوانتومی می تواند امكان انتقال سریع داده ها به سراسر جهان را به شكل به مراتب ایمن تر فراهم آورد. از این گذشته، اگر یك هكر تلاش كند در یك پیام مداخله كند، به راحتی شناسایی می شود.
این مطالعه جدید گامی به سمت تحقق یك نوع از اینترنت كوانتومی است. محققان دانشگاه اینسبروك(Innsbruck) و آكادمی علوم اتریش در این مطالعه پیش از روانه كردن یون و فوتون به فیبر نوری ۵۰ كیلومتری، یك یون كلسیم و یك فوتون را درهم تنیده كردند.
این تیم با یك یون كلسیم آغاز به كار كرد و آنرا در یك تله یونی به حالت تعلیق درآورد. آنها با استفاده از یك لیزر، حالت كوانتومی را بر روی یون نوشتند كه سبب تحریك آن به انتشار فوتون هم می شود. وقتی این فوتون ایجاد می شود، حالت كوانتومی مشابه با یون را دارد، به این مفهوم كه این دو ذره درهم تنیده اند.
قدم بعدی ارسال فوتون و اطمینان از حفظ این پیوند كوانتومی است. مشكل این است كه از آنجایی كه فوتون دارای طول موج ۸۵۴ نانومتر است، به سرعت در فیبر نوری جذب می شود و ازاین رو باید به طول موج ۱۵۵۰ نانومتر تبدیل گردد كه طول موج استاندارد فعلی برای ارتباطات است.
برای انجام این كار ابتدا محققان باید فوتون را از یك بلور غیرخطی رد كنند كه توسط یك لیزر قدرتمند روشن شده است. سپس آماده این سفر طولانی می شود.
محققان در آزمایشات نشان دادند كه فوتون نه تنها موفق به زنده ماندن در این سفر ۵۰ كیلومتری در كابل فیبر نوری شد، بلكه درهم تنیدگی خویش را با یون حتی بعد از تغییر طول موج هم حفظ كرد.
این امر ركورد فاصله جدیدی را برای درهم تنیدگی نور و ماده به وجود آورد. قبلا دیده شده بود كه جفت های فوتون درهم تنیده تا ۱۲۰۰ كیلومتر هم سفر كرده بودند، اما این مطالعه بیشرین طی مسافت یك نور و ماده را در حالت درهم تنیده ثبت نمود.
این مطالعه یك نوع زیرساخت برای ایجاد اینترنت كوانتومی به حساب می آید.
ضمن اینكه این تیم می تواند این فاصله را دو برابر نماید. چون كه یون های كلسیم در فاصله ۱۰۰ كیلومتری از هم می توانند فوتون های درهم تنیده را به سمت یكدیگر پرتاب كنند تا در تقاطع وسط با هم ملاقات كنند. در آنجا، دو فوتون می توانند با یكدیگر درهم تنیده شوند و ارتباط با یون های خویش را از دست بدهند. ازاین رو یك اینترنت كوانتومی می تواند از ایستگاه هایی ساخته شود كه ۱۰۰ كیلومتر از هم فاصله دارند و شهرها را به یكدیگر متصل می كنند.
این تحقیق در مجله Quantum Information انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب