دانشگاه کپنهاگ با همکاری دانشگاه روهر بوخوم به چالشی مداوم در تحقیقات کوانتومی غلبه کردند . آنها با موفقیت به کنترل همزمان بر دو منبع نور کوانتومی دست یافته اند - شاهکاری که قبلاً فقط به یکی محدود می شد.
این پیشرفت ممکن است برای کسانی که خارج از قلمرو مکانیک کوانتومی هستند، ساده به نظر برسد، اما لحظه ای مهم در این زمینه را نشان می دهد. با ایجاد امکان درهم تنیدگی مکانیکی کوانتومی ، این پیشرفت در را به روی فناوری های تجاری متحول کننده باز می کند.
توانایی کنترل دو منبع نور کوانتومی سنگ بنای فیزیک کوانتومی است. منابع نور کوانتومی پایدار و تحقق درهم تنیدگی - که در آن دو منبع نور می توانند فوراً روی یکدیگر تأثیر بگذارند، حتی در فواصل بسیار زیاد - برای ساخت شبکه های کوانتومی بسیار مهم هستند. درهم تنیدگی زیربنای توسعه رایانههای کوانتومی کارآمد و روشهای رمزگذاری نسل بعدی است.
بخشی از تیم پشت این اختراع از چپ: پیتر لودال، آندرس سورنسن، واسیلیکی آنجلوپولو، یینگ وانگ، الکسی تیرانوف، کورنلیس ون دیپن.
بخشی از تیم پشت این اختراع از چپ: پیتر لودال، آندرس سورنسن، واسیلیکی آنجلوپولو، یینگ وانگ، الکسی تیرانوف، کورنلیس ون دیپن. (اعتبار: Ola J. Joensen)
این یافته ها که اخیرا توسط محققان موسسه نیلز بور در مجله Science منتشر شده است ، پیامدهای مهم این پیشرفت را برجسته می کند.
پروفسور پیتر لودال، یکی از محققین اصلی، تاکید کرد که این دستاورد نشان دهنده گامی بزرگ به سوی کاربرد عملی فناوری های کوانتومی، از جمله محاسبات کوانتومی، رمزگذاری ایمن و یک چارچوب اینترنتی کاملاً جدید است.
ما اکنون میتوانیم دو منبع نور کوانتومی را کنترل کرده و آنها را به هم وصل کنیم. ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما این یک پیشرفت بزرگ است و بر اساس کار 20 سال گذشته ساخته شده است. با انجام این کار، ما کلید افزایش مقیاس فناوری را آشکار کردهایم. پروفسور لودال، که از سال 2001 در این زمینه تحقیق کرده است، می گوید، که برای پیشگامانه ترین برنامه های سخت افزاری کوانتومی بسیار مهم است.
داستان های مرتبط
مطالعه جدید نشان می دهد که زمان یک توهم ناشی از درهم تنیدگی کوانتومی است
نظریه انقلابی سرانجام مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت عام انیشتین را متحد می کند
اسرار یک حالت فیزیکی عجیب و غریب در فیزیک کوانتوم بالاخره حل شد
این نوآوری روی نانوتراشه ای اتفاق می افتد که به سختی بزرگتر از موی انسان است که توسط محققان در سال های اخیر ساخته شده است.
گروه پروفسور لودال بر روی فناوری کوانتومی با استفاده از فوتون ها، ذرات نور، برای انتقال اطلاعات کوانتومی تمرکز دارد. علیرغم اینکه در این زمینه پیشرو بودند، اما به دلیل حساسیت این منابع به نویزهای خارجی، تاکنون تنها می توانستند یک منبع نور را در یک زمان کنترل کنند. تحقیقات جدید موفق به ایجاد دو منبع نور کوانتومی یکسان شده است .
"درهم تنیدگی به این معنی است که با کنترل یک منبع نور، شما فوراً بر دیگری تأثیر می گذارید. این امکان ایجاد یک شبکه کامل از منابع نور کوانتومی درهم تنیده را فراهم می کند که همه آنها با یکدیگر تعامل دارند و می توانید عملیات بیت کوانتومی را در آنها انجام دهید. مانند بیتها در یک کامپیوتر معمولی، بسیار قدرتمندتر است.
دینامیک ابر و زیر تشعشعی جمعی بین تابشگرهای کوانتومی نوری دور.
دینامیک ابر و زیر تشعشعی جمعی بین تابشگرهای کوانتومی نوری دور. (اعتبار: علم)
یک بیت کوانتومی میتواند همزمان 1 و 0 باشد که منجر به قدرت پردازش بسیار فراتر از فناوری رایانهای امروزی میشود. به گفته پروفسور لودال، 100 فوتون از یک منبع نوری کوانتومی بیشتر از آن چیزی است که بزرگترین ابررایانه جهان می تواند پردازش کند.
استفاده از 20 تا 30 منبع نور کوانتومی درهمتنیده میتواند به طور بالقوه یک کامپیوتر کوانتومی تصحیح شده با خطای جهانی بسازد - «جام مقدس» نهایی فناوری کوانتومی. شرکت های بزرگ فناوری اطلاعات میلیاردها دلار در این راه سرمایه گذاری می کنند.
بزرگترین چالش حرکت از کنترل یک به دو منبع نور کوانتومی بود که نیازمند توسعه نانوتراشههای بسیار آرام و کنترل دقیق بر هر منبع نور بود. اکنون، با این پیشرفت، تحقیقات بنیادی فیزیک کوانتومی ایجاد شده است. اکنون وظیفه سایر نهادها این است که بر اساس این کار ساخته شوند و فیزیک کوانتومی را در فناوری هایی مانند رایانه، اینترنت و رمزگذاری اعمال کنند.
گسیل فوتون مشخصه برهمکنش نور-ماده و پایه و اساس علم کوانتوم فوتونیک است. (اعتبار: علم)
برای یک دانشگاه بسیار گران است که مجموعهای بسازد که در آن 15 تا 20 منبع نور کوانتومی را کنترل کنیم. بنابراین، اکنون که ما به درک فیزیک کوانتومی بنیادی کمک کردهایم و اولین گام را در این راه برداشتهایم، ارتقاء بیشتر بسیار زیاد است. پروفسور لودال میگوید که یک کار تکنولوژیکی است.
این تحقیق در «مرکز تعالی شبکههای کوانتومی ترکیبی (Hy-Q)» بنیاد تحقیقات ملی دانمارک انجام شد و با همکاری دانشگاه روهر بوخوم در آلمان و موسسه نیلز بور دانشگاه کپنهاگ انجام شد.
