🔵دانشمندان چینی توانستند میان دو حافظه کوانتومی در فاصله ۵۰ کیلومتر از یکدیگر درهم تنیدگی کوانتومی ایجاد کنند.
دانشمندان توانستند دو حافظه کوانتومی را در فاصله ۵۰ کیلومتر در طول یک کابل نوری درهم‌تنیده کنند. این رکورد تقریبا ۴۰ برابر رکورد ثبت شده قبلی است.
این دستاورد تصور اینترنت بسیار سریع و بسیار امن کوانتومی را بسیار امکان پذیرتر می‌کند.
مخابرات کوانتومی بر پایه درهمتنیدگی کوانتومی یا همان چیزیست که انیشتین «کنش شبح‌گونه در فاصله دور» می‌نامد: در این پدیده دو ذره بسیار بهم مرتبط می‌شوند حتی اگر در یک نقطه نباشند.
حافظه کوانتومی معادل حافظه محاسباتی کلاسیکی است -توان ذخیره اطلاعات کوانتومی و حفظ آن در زمان‌های بعد- و اگر قرار باشد به آن جایی برسیم که کامپیوترهای کوانتومی واقعا کاربردی شوند کار کردن با این حافظه ثابت یکی از مهم‌ترین مسایل آن است.
جیان وای پن رهبر تیم تحقیقاتی از دانشگاه علوم و فناوری چین به رسانه استرالیایی می‌گوید: اهمیت ویژه این مقاله در افزایش فاصله درهمتنیدگی میان دو حافظه کوانتومی در تار نوری تا ابعاد یک شهر است.
تا جایی که به «درهمتنیدگی فوتون‌ها» مربوط می‌شود در گذشته ما فقط توانسته‌ایم در فضای خالی یا تارهای نوری در فاصله های دور این کار را انجام دهیم اما با اضافه کردن حافظه‌های کوانتومی به آن، کار بسیار سخت‌تر می‌شود. محققان فکر می‌کنند روش دیگری ممکن است برای این کار مناسب باشد: درهم تنیدگی اتم-فوتون در دو گره (انتهای ثابت) متوالی -که در آن اتم‌ها در دو انتها و فوتون‌ها واسطه انتقال پیام هستند.
به عبارت دیگر همان درهمتنیدگی فوتونی با کمی دستکاری. روشی که در آن اتم به این مجموعه اضافه می‌شود تا کارآمدی، اطمینان و پایداری را افزایش دهد.
با انتخاب درست «شبکه‌ای از گره‌ها» می‌توان نسبت به «درهمتنیدگی خالص فوتونی» پایه‌های محکم‌تری برای اینترنت کوانتومی فراهم آورد.
در این آزمایش دو واحد ذخیره‌سازی که به عنوان حافظه کوانتومی استفاده شدند، اتم‌های روبیدیم بودند که در پایین‌ترین‌تراز انرژی قرار داشتند.
متاسفانه هرچه طول بیشتری لازم باشد تا فوتون از یک اتم به اتم دیگر برود خطر مختل شدن سیستم افزایش می‌یابد، به همین دلیل است که رکورد جدید تا این اندازه قابل توجه است.
نکته کلیدی در افزایش چشمگیر فاصله درهمتنیدگی، تکنیکی بنام «ارتقا کاواک» است، که در آن از دست رفتن جفت‌شدگی فوتون در حین درهمتنیدگی کاهش می‌یابد.
به زبان ساده اینگونه است که اتم‌ها یا همان حافظه های کوانتومی را در یک حلقه مخصوص قرار می‌دهند، این کار نویزهای تصادفی که می‌توانند با سیستم تداخل کنند و حافظه را از بین ببرند کاهش می‌دهد. کاواک مزیت اضافه‌ای در بازیابی اطلاعات کوانتومی دارد.
این اتم‌های جفت‌شده و فوتون‌های تولیدی با ارتقای کاواک، گره‌ها را تشکیل می‌دهند. و سپس دانشمندان فوتون‌ها را به فرکانسی تبدیل می‌کنند که مناسب مخابره پیام در شبکه ارتباطی باشند- در این مورد شبکه مخابراتی به بزرگی یک شهر.
تیم پن قبلا هم یک رکورد ایجاد درهمتنیدگی میان ماهواره و زمین را در فاصله ۱۲۰۰ کیلومتر در سال ۲۰۱۷ ثبت کرده است. این سیستم ماهواره‌ای در فضا به خوبی کار می‌کند اما در جو زمین با وجود آن همه تداخل، این تارهای نوری می‌توانند افت سیگنال را کاهش دهند.
در این آزمایش گره‌های اتم هردو در یک آزمایشگاه قرار داشتند اما به هرحال فوتون‌ها می‌بایست فاصله‌ای به طول ۵۰ کیلومتر را درون کابل نوری بپیمایند. چالش‌هایی برای افزایش فاصله‌ی فیزیکی اتم‌ها وجود دارد. اما این چیزی از درست بودن موضوع کم نمی‌کند.
یکی از محققان در مقاله منتشر شده توضیح می‌دهد:«با وجود پیشرفت قابل ملاحظه، در حال حاضر بیشترین فاصله فیزیکی این گره‌ها ۱.۳ کیلومتر است و مشکلات فاصله جدایی فیزیکی بیشتر همچنان پابرجاست.»
«آزمایش ما می‌تواند تا فاصله‌های جدایی مشابه‌ای اجرا شود که بنابراین خواهد توانست ضلع عملیاتی شبکه کوانتومی اتمی را تشکیل دهد، که راه را برای رسیدن به درهم تنیدگی اتمی میان گره‌های بیشتر و در فاصله‌های طولانی‌تر هموار می‌کند.»
اینجا همان جایی است که چیزها واقعا جالب می‌شوند. با اینکه حافظه‌های کوانتومی ممکن است معادل حافظه‌های کامپیوتری در فیزیک کلاسیک باشند نسخه کوانتومی باید بتواند کارهای بسیار بیشتری انجام دهد -اطلاعات بیشتری را در زمان کمتری پردازش کند، معماهای فراتر از حد توانایی کامپیوترهای کنونی را حل کند.
وقتی کار به مخابره این اطلاعات می‌رسد فناوری کوانتومی وعده‌ی مخابره سریع‌تر و امن‌تر را با استفاده از قوانین فیزیک به ما می‌دهد- امکان آن را فراهم می‌کند که به روشی قابل اطمینان‌تر و در فاصله‌های دور این کار را انجام دهیم.
📝مترجم: #رضا_شعبانی
@science4lifee
#ادامه👇👇
دانشمندان توانستند دو حافظه کوانتومی را در فاصله ۵۰ کیلومتر در طول یک کابل نوری درهم‌تنیده کنند. این رکورد تقریبا ۴۰ برابر رکورد ثبت شده قبلی است.
این دستاورد تصور اینترنت بسیار سریع و بسیار امن کوانتومی را بسیار امکان پذیرتر می‌کند.
مخابرات کوانتومی بر پایه درهمتنیدگی کوانتومی یا همان چیزیست که انیشتین «کنش شبح‌گونه در فاصله دور» می‌نامد: در این پدیده دو ذره بسیار بهم مرتبط می‌شوند حتی اگر در یک نقطه نباشند.
حافظه کوانتومی معادل حافظه محاسباتی کلاسیکی است -توان ذخیره اطلاعات کوانتومی و حفظ آن در زمان‌های بعد- و اگر قرار باشد به آن جایی برسیم که کامپیوترهای کوانتومی واقعا کاربردی شوند کار کردن با این حافظه ثابت یکی از مهم‌ترین مسایل آن است.
جیان وای پن رهبر تیم تحقیقاتی از دانشگاه علوم و فناوری چین به رسانه استرالیایی می‌گوید: اهمیت ویژه این مقاله در افزایش فاصله درهمتنیدگی میان دو حافظه کوانتومی در تار نوری تا ابعاد یک شهر است.
تا جایی که به «درهمتنیدگی فوتون‌ها» مربوط می‌شود در گذشته ما فقط توانسته‌ایم در فضای خالی یا تارهای نوری در فاصله های دور این کار را انجام دهیم اما با اضافه کردن حافظه‌های کوانتومی به آن، کار بسیار سخت‌تر می‌شود. محققان فکر می‌کنند روش دیگری ممکن است برای این کار مناسب باشد: درهم تنیدگی اتم-فوتون در دو گره (انتهای ثابت) متوالی -که در آن اتم‌ها در دو انتها و فوتون‌ها واسطه انتقال پیام هستند.
به عبارت دیگر همان درهمتنیدگی فوتونی با کمی دستکاری. روشی که در آن اتم به این مجموعه اضافه می‌شود تا کارآمدی، اطمینان و پایداری را افزایش دهد.
با انتخاب درست «شبکه‌ای از گره‌ها» می‌توان نسبت به «درهمتنیدگی خالص فوتونی» پایه‌های محکم‌تری برای اینترنت کوانتومی فراهم آورد.
در این آزمایش دو واحد ذخیره‌سازی که به عنوان حافظه کوانتومی استفاده شدند، اتم‌های روبیدیم بودند که در پایین‌ترین‌تراز انرژی قرار داشتند.
متاسفانه هرچه طول بیشتری لازم باشد تا فوتون از یک اتم به اتم دیگر برود خطر مختل شدن سیستم افزایش می‌یابد، به همین دلیل است که رکورد جدید تا این اندازه قابل توجه است.
نکته کلیدی در افزایش چشمگیر فاصله درهمتنیدگی، تکنیکی بنام «ارتقا کاواک» است، که در آن از دست رفتن جفت‌شدگی فوتون در حین درهمتنیدگی کاهش می‌یابد.
به زبان ساده اینگونه است که اتم‌ها یا همان حافظه های کوانتومی را در یک حلقه مخصوص قرار می‌دهند، این کار نویزهای تصادفی که می‌توانند با سیستم تداخل کنند و حافظه را از بین ببرند کاهش می‌دهد. کاواک مزیت اضافه‌ای در بازیابی اطلاعات کوانتومی دارد.
این اتم‌های جفت‌شده و فوتون‌های تولیدی با ارتقای کاواک، گره‌ها را تشکیل می‌دهند. و سپس دانشمندان فوتون‌ها را به فرکانسی تبدیل می‌کنند که مناسب مخابره پیام در شبکه ارتباطی باشند- در این مورد شبکه مخابراتی به بزرگی یک شهر.
تیم پن قبلا هم یک رکورد ایجاد درهمتنیدگی میان ماهواره و زمین را در فاصله ۱۲۰۰ کیلومتر در سال ۲۰۱۷ ثبت کرده است. این سیستم ماهواره‌ای در فضا به خوبی کار می‌کند اما در جو زمین با وجود آن همه تداخل، این تارهای نوری می‌توانند افت سیگنال را کاهش دهند.
در این آزمایش گره‌های اتم هردو در یک آزمایشگاه قرار داشتند اما به هرحال فوتون‌ها می‌بایست فاصله‌ای به طول ۵۰ کیلومتر را درون کابل نوری بپیمایند. چالش‌هایی برای افزایش فاصله‌ی فیزیکی اتم‌ها وجود دارد. اما این چیزی از درست بودن موضوع کم نمی‌کند.
یکی از محققان در مقاله منتشر شده توضیح می‌دهد:«با وجود پیشرفت قابل ملاحظه، در حال حاضر بیشترین فاصله فیزیکی این گره‌ها ۱.۳ کیلومتر است و مشکلات فاصله جدایی فیزیکی بیشتر همچنان پابرجاست.»
«آزمایش ما می‌تواند تا فاصله‌های جدایی مشابه‌ای اجرا شود که بنابراین خواهد توانست ضلع عملیاتی شبکه کوانتومی اتمی را تشکیل دهد، که راه را برای رسیدن به درهم تنیدگی اتمی میان گره‌های بیشتر و در فاصله‌های طولانی‌تر هموار می‌کند.»
اینجا همان جایی است که چیزها واقعا جالب می‌شوند. با اینکه حافظه‌های کوانتومی ممکن است معادل حافظه‌های کامپیوتری در فیزیک کلاسیک باشند نسخه کوانتومی باید بتواند کارهای بسیار بیشتری انجام دهد -اطلاعات بیشتری را در زمان کمتری پردازش کند، معماهای فراتر از حد توانایی کامپیوترهای کنونی را حل کند.
وقتی کار به مخابره این اطلاعات می‌رسد فناوری کوانتومی وعده‌ی مخابره سریع‌تر و امن‌تر را با استفاده از قوانین فیزیک به ما می‌دهد- امکان آن را فراهم می‌کند که به روشی قابل اطمینان‌تر و در فاصله‌های دور این کار را انجام دهیم.
📝مترجم: #رضا_شعبانی
@science4lifee
#ادامه👇👇
Comments
Be the first to add a comment
Log in to comment