دورنوردی کوانتومی برای اولین بار با پایداری بالا از راه دور انجام شد

محققان به دستاورد بزرگی در فیزیک کوانتوم دست یافتند و برای اولین بار دورنوردی کوانتومی را با پایداری بالا در مسافت طولانی انجام دادند.

محققان آزمایشگاه ملی فرمی (Fermilab) و محققان پنج مؤسسه علمی دیگر برای اولین بار دورنوردی (Teleportation) کیوبیت‌های از جنس فوتون‌ها (ذرات نور) را با مشابهت یا فیدلیتی (Fidelity) بیش از ۹۰ درصد در یک مسیر طولانی و با پایداری بالا انجام دادند. دورنوردی کیوبیت‌ها با استفاده از چند ردیاب تک فوتون (single-photon detector) و لوازم مخصوص دیگر روی یک شبکه فیبر نوری به طول ۴۴ کیلومتر انجام شد.

«Panagiotis Spentzouris»، رییس برنامه دانش کوانتومی از آزمایشگاه فرمی گفت: «از نتایج این آزمایش هیجان زده شده‌ایم. این دستاوردی مهم در مسیر ساخت تکنولوژی است که برقراری ارتباطات بین المللی را متحول می‌کند.»

دورنوردی کوانتومی (quantum teleportation) فرآیند جابجایی یک کیوبیت (واحد پایه اطلاعات کوانتومی) از یک نقطه به نقطه دیگر بدون پیمایش فاصله بین آنهاست. دورنوردی کیوبیت با استفاده از پدیده‌ای به نام درهم‌تنیدگی کوانتومی (quantum entanglement) انجام می‌شود. درهم‌تنیدگی جفت شدن خواص مکانیکی دو ذره است؛ ذراتی که پیش‌تر با یکدیگر در کنش بوده و سپس از یک دیگر جدا شده‌اند اما به دلیل دارا بودن ویژگی درهم‌تنیدگی تغییر در یک ذره منجر به تغییر آنی در ذره دوم فارغ از فاصله میان آن‌ها می‌شود.

در این آزمایش مشترک که با همکاری محققان آزمایشگاه ملی فرمی، AT&T، مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech)، دانشگاه هاروارد، آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا و دانشگاه کلگری کانادا انجام شد، کیوبیت‌ها دورنوردی پایدار را با موفقیت روی دو سیستم شبکه کوانتومی Caltech و شبکه کوانتومی آزمایشگاه فرمی انجام دادند.

پیش‌بینی می‌شود این دستاورد محققان را گامی دیگر به توسعه اینترنت کوانتومی پایدار نزدیک‌تر کند. اینترنت کوانتومی شبکه‌ای است که در آن داده‌ها در قالب کیوبیت‌ها ذخیره شده و به کمک درهم‌تنیدگی در فواصل دور به اشتراک گذاشته می‌شوند. چنین شبکه‌ای پتانسیل متحول کردن حوزه ذخیره‌سازی داده و رایانش را داشته و عصر جدیدی را در ارتباطات رقم خواهد زد.