اینترنت کوانتومی و سنتی برای نخستین بار ادغام می‌شوند/ تحول بی سابقه در حوزه ارتباطات

خبرگزاری علم و فناوری آنا؛ پژوهشگران دانشگاه هانوفر آلمان یک روش جدید «فرستنده و گیرنده» برای ارسال فوتون‌های درهم‌تنیده در میان فیبر‌های نوری طراحی کرده‌اند که میتواند اینترنت کوانتومی و سنتی را در هم ادغام کند. این اینترنت کوانتومی با استفاده از ذرات نوری به نام فوتون که در یک حالت کوانتومی غیرمعمول به نام درهم تنیدگی به هم متصل شده‌اند، اطلاعات را جابه‌جا می‌کند. این تکنیک نویدبخشِ امنیت غیر قابل نفوذ در کامپیوترهاست.

مایکل کوئز، رئیس مؤسسه فوتونیکز (Photonics) در دانشگاه هانوفر، گفت: «برای محقق ساختن اینترنت کوانتومی باید فوتون‌های درهم تنیده را از طریق شبکه‌های فیبر نوری منتقل کنیم و همچنین می‌خواهیم به استفاده از فیبر‌های نوری برای انتقال داده‌های معمولی ادامه دهیم. تحقیقات ما گام مهمی برای ترکیب اینترنت معمولی با اینترنت کوانتومی است.»

کانال‌های هم رنگ و مشابه با لیزر

عصر دیجیتال جهان را با سرعتی بی‌سابقه متحول می‌کند. با این حال، همگام با پیشرفت فناوری، تهدید‌ها نیز تکامل می‌یابند. کامپیوتر‌های کوانتومی آینده، اگرچه قابلیت شکستن سیستم‌های رمزگذاری را دارند با این حال، ادغام آن با زیرساخت اینترنتی موجود یک چالش بزرگ است. در این مطالعه جدید، محققان مکانیزمی را برای ارسال فوتون‌های درهم تنیده و نور لیزر معمولی روی یک سیم نوری ایجاد کرده‌اند. جالب اینجاست که این آزمایش نشان داد که پالس‌های لیزر در هم تنیدگی فوتون‌ها را مختل نمی‌کنند.

این نتیجه از طریق دستکاری نور لیزر به دست آمد. آنها توانستند به سرعت رنگ (یا فرکانس) یک پالس لیزر را با استفاده از یک سیگنال الکتریکی تغییر دهند که برای تطبیق رنگ پالس لیزر با رنگ فوتون‌های درهم تنیده بسیار مهم است. هنگامی که رنگ‌ها تطبیق پیدا کنند، هر دو شکل نور ممکن است از یک کابل نوری بدون تداخل با یکدیگر عبور کنند.

فیلیپ روبلینگ، دانشجوی دکترا در مؤسسه فوتونیک توضیح داد: ما می‌وانیم رنگ یک پالس لیزر را با یک سیگنال الکتریکی پرسرعت تغییر دهیم تا با رنگ فوتون‌های درهم تنیده مطابقت داشته باشد. این اثر به ما امکان می‌دهد پالس‌های لیزر و فوتون‌های در هم‌رنگ و همرنگ را در یک فیبر نوری ترکیب کرده و دوباره آنها را جدا کنیم. این اولین بار است که محققان نشان دهند فوتون‌ها میتوانند در یک کانال مشابه نور لیزر منتقل شوند.

پیشرفت مخابراتی

این یک پیشرفت قابل توجه است، زیرا به داده‌های اینترنتی سنتی (که توسط پالس‌های لیزری تولید می‌شوند) و اطلاعات کوانتومی (که توسط فوتون‌های درهم تنیده حمل می‌شوند) اجازه می‌دهد تا کابل فیبر نوری یکسانی را به اشتراک بگذارند. فوتون‌های درهم تنیده، کانال داده را در فیبر نوری مسدود می‌کنند و از انتقال داده‌های معمولی جلوگیری می‌کنند.

پیش از این، فوتون‌های درهم‌تنیده، پهنای باند کامل فیبر نوری را مصرف می‌کردند و انتقال منظم داده‌ها را غیرممکن می‌کردند. این رویکرد جدید، ظرفیت فیبر را در هر دو بخش افزایش میدهد. این آزمایش جدید پتانسیل پیشرفت ارتباطات از راه دور را با امکان ادغام اینترنت کوانتومی در زیرساخت فیبر نوری فعلی فراهم می‌کند.

این گزارش از پایگاه اینترنتی اینترستینگ اینجینیرینگ به فارسی برگردان شده است.