تبدیل داده‌ها به صدا/ ذخیره‌سازی امن و سریع اطلاعات در حافظه کوانتومی

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، محققان موسسه نیلز بور (NBI) دانشگاه کپنهاگ در دانمارک نشان داده‌اند که چگونه داده‌های تولید شده از رایانه‌های کوانتومی را می‌توان به صدا تبدیل و در درام ذخیره کرد تا به عنوان حافظه کوانتومی عمل کند.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که یک استراتژی جدید برای ذخیره سازی داده با سرعت و امنیت بالا زمانی که محاسبات کوانتومی شروع به کار می‌کند وجود دارد.

انتقال داده‌ها در محاسبات باینری از طریق شبکه‌های کابل فیبر نوری انجام می‌شود. مقدار نویز تولید شده در کابل فیبر نوری با مسافتی که سیگنال طی می‌کند به طور تصاعدی افزایش می‌یابد تا جایی که دیگر قابل رمزگشایی نباشد.

برای غلبه بر این مشکل، شبکه‌های کامپیوتری از تقویت کننده‌هایی استفاده می‌کنند که سیگنال در طول مسیر حرکت تقویت می‌شود. این روش در سیستم محاسباتی باینری به خوبی کار می‌کند، اما برای اینکه یک سیستم محاسباتی کوانتومی این رویکرد را اعمال کند، ابتدا باید سیگنال‌های نور را به سیگنال‌های باینری تبدیل کند تا آنها را تقویت کند. چنین تبدیل‌هایی سرعت شبکه را کند می‌کند و آن را مستعد حملات سایبری می‌کند.

استفاده از صدا برای ذخیره‌سازی داده‌ها

محققان دانشگاه کپنهاگ تلاش می‌کنند رویکردی نوآورانه برای ذخیره داده‌های کوانتومی (طبل کوانتومی) کشف کنند.

غشای کوچک درام که از سرامیک ساخته شده است دارای سوراخ‌هایی است که در اطراف لبه‌های آن به شکل منظمی پراکنده شده است. هنگامی که یک نور لیزر بر روی غشاء تابیده می‌شود، شروع به تپش می‌کند. ارتعاشات صوتی درام را می‌توان ذخیره و ارسال کرد.

محققان می‌دانند که غشاء در حالت کوانتومی شکننده باقی می‌ماند و بنابراین می‌تواند داده‌ها را بدون از دست دادن آن دریافت و ارسال کند.

مدز بیرگارد کریستنسن، محقق فوق دکتری موسسه نیلز بور، در بیانیه مطبوعاتی گفت: «حافظه کوانتومی احتمالاً برای ارسال اطلاعات کوانتومی در فواصل اساسی است. بنابراین، آنچه که ما توسعه داده‌ایم، بخش مهمی در پایه و اساس اینترنت آینده با سرعت و امنیت کوانتومی است.»

بهتر از سیستم‌های ذخیره‌سازی اتمی

تحقیقات در مورد استراتژی‌های ذخیره سازی کوانتومی مشابه منجر به استفاده از سیستم‌های اتمی شده است که در آن از نور برای جابجایی الکترون‌ها استفاده می‌شود. با این حال، محققان بیان می‌کنند که این رویکرد دارای محدودیت‌هایی است، زیرا نمی‌توان طراحی اتمی یا فرکانس‌های نوری که الکترون‌های نور ممکن است با آنها تعامل داشته باشند را دیکته کرد.

آلبرت شلیسر، استاد فیزیک در دانشگاه کپنهاگ، که در این تحقیق نیز مشارکت داشت، توضیح داد: سیستم مکانیکی نسبتاً «بزرگ» ما انعطاف‌پذیری بیشتری را فراهم می‌کند. ما می‌توانیم به گونه‌ای تنظیم کنیم که اگر اکتشافات قوانین بازی را تغییر دهند، شانس زیادی برای تطبیق درام کوانتومی وجود دارد.

محققان نشان داده اند که درام در کار خود، سیگنال کمی از دست می‌دهد و می‌تواند با تمام فرکانس‌های نور مورد استفاده در کابل‌های فیبر نوری کار کند. داده‌ها را می‌توان هر زمان که نیاز باشد ذخیره کرد. محققان با استفاده از این روش به رکورد زمان حافظه ۲۳ میلی ثانیه  دست یافتند.

پروفسور شلیسر در بیانیه مطبوعاتی اضافه کرد: ما زودتر این تحقیق را انجام دادیم. محاسبات کوانتومی و ارتباطات هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند. با این حال، با حافظه‌ای که به دست آورده ایم، می‌توان حدس زد که درام کوانتومی روزی به عنوان نوعی رم کوانتومی، نوعی «حافظه کاری» موقت برای اطلاعات کوانتومی استفاده خواهد شد؛ و این راهگشا خواهد بود.