پژوهشگران با استفاده از آینه مودم مناسب اینترنت کوانتومی توسعه دادند

فیزیک کوانتومی نه تنها تغییر بزرگی در محاسبات کوانتومی ایجاد خواهد کرد، بلکه باعث شکل‌گیری اینترنت کوانتومی نیز می‌شود. اخیرا دانشمندان موفق به اختراع فناوری شده‌اند که مناسب مودم‌های کوانتومی است.

اینترنت کوانتومی در مقایسه با اینترنت کنونی امنیت بسیار بالایی دارد و تداخل در انتقال اطلاعات می‌تواند باعث قطع ارتباط شود و تقریبا نمی‌توان آن را هک کرد. در حالی که دانشمندان روی توسعه کامپیوترهای کوانتومی تجاری و عملی تمرکز کرده‌اند، برای استفاده تجاری از اینترنت کوانتومی باید مدت زمان زیادی منتظر بمانیم.

به گفته یک فیزیکدان در موسسه «ماکس پلانک» آلمان به نام «آندریاس رایزر»، در آینده اینترنت کوانتومی برای ارتباط کامپیوترهای کوانتومی در مناطق مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که به شکل قابل توجهی قدرت محاسباتی آن‌ها را افزایش می‌دهد.

کامپیوترهای کوانتومی با استفاده از کیوبیت ساخته می‌شوند که می‌تواند به صورت همزمان چندین حالت را ذخیره کند. در پژوش جدید روی متصل کردن کیوبیت‌های ثابت در یک کامپیوتر کوانتومی با کیوبیت‌های متحرک میان این ماشین‌ها تمرکز شده است.

زمانی که با اطلاعاتی روبه‌رو باشید که با ظرافت فیزیک کوانتومی ذخیره شده‌اند، کار شما سخت خواهد بود، اما در تحقیق جدید فوتون‌های نوری برای ذخیره اطلاعات در حال عبور مورد استفاده قرار می‌گیرند، فوتون‌هایی که دقیقا با طول موج اینفراردی که در سیستم ارتباطی امروزی استفاده می‌شوند، تنظیم می‌شوند.

این موضوع امکان کار سیستم جدید با شبکه‌های فیبر نوری کنونی را فراهم می‌کند و می‌تواند در هنگام عرضه اینترنت کوانتومی، استفاده از آن را با استفاده از زیرساخت‌های کنونی ممکن کند. محققان برای دستیابی به هدف خود از عنصر شیمیایی «اربیوم» و الکترون‌های آن استفاده کرده‌اند.

اتم‌های اربیوم به طور طبیعی تمایلی به جهش کوانتومی لازم میان دو حالت ندارند. برای اینکه چنین موضوعی ممکن شود، اتم‌های ساکن آن و فوتون‌های اینفرارد در حال حرکت در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند تا باهم سازگار شوند.

بررسی چگونگی عملکرد این ساختار به محاسبات دقیق نیاز دارد. محققان درون مودم آن‌ها یک کابینت آینه‌ای مینیاتوری در اطراف کریستال ساخته شده از یک ترکیب «سیلیکات ایتریم» نصب کردند و سپس دمای آن را تا منفی ۲۷۱ درجه سلسیوس کاهش دادند.

کریستال خنک شده اتم‌های اربیوم را به اندازه‌ای پایدار نگه می‌دارد تا مجبور به تعامل شوند، در حالی که آینه‌ها نزدیک به ده‌ها هزار بار فوتون‌های اینفرارد را پرتاب می‌کنند که باعث ایجاد فرصت برای جهش کوانتومی لازم می‌شوند. به گفته پژوهشگران، این آینه‌ها این سیستم را تا ۶۰ برابر سریع‌تر و کارآمدتر می‌کنند.

پس از پرش میان دو حالت، اطلاعات می‌توانند به جای دیگری منتقل شوند. این انتقال اطلاعات باعث ایجاد مجموعه جدیدی از مشکلات می‌شود که باید برطرف شوند و دانشمندان مشغول کار روی راه‌حل آن‌ها هستند.