تله پورت کوانتومی؛ انقلابی در نحوه انتقال دیتا

یکی از بزرگترین سؤالات مربوط به عصر حاضر این است که چگونه می‌توان مقادیر عظیمی از داده‌ها را انتقال داد. نظریه‌پردازان کوانتومی می‌گویند انتقال از راه دور یا تله پورت رویای «پیشتازان فضا» (Star Trek) و «ویلی وانکا» (Willy Wonka)، شخصیت خیالی رمان چارلی و کارخانه شکلات‌سازی شاید بتواند در آینده‌ای نه چندان دور به واقعیت تبدیل شود.

دانشمندان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) و کار گروه‌های کوانتومی دانشگاه گریفیث در بریزبن استرالیا می‌گویند انتقال داده‌های کوانتومی می‌تواند به واقعیت تبدیل شود و تحولی عظیم در انتقال داده به وجود آورد. نتایج تحقیقات این گروه‌های مطالعاتی در نشریه Nature Communications منتشر شده است.

انتقال داده با تله پورت کوانتومی

در ساه‌ترین شکل انتقال می‌توان به برق اشاره کرد که الکترون‌ها در سطح مولکولی با یکدیگر در ارتباط هستند و جریان برق منتقل می‌شود. حال، یک شبکه کامپیوتری را تصور کنید که در آن فایل‌ها به یک سرور یا از میان ایستگاه‌های کاری مختلف به صورت رفت و برگشتی ارسال می‌شوند. به نظر می‌رسد که انتقال فایل‌ها و پرونده‌ها با سرعت انجام می‌شود، اما در واقعیت، الگوریتم‌هایی که آنها را مدیریت می‌کنند حتی نشان می‌دهد که برخوردهایی بین المان‌ها دیده می‌شود و در حین بروز چنین وضعیت‌هایی داده‌های کمتری منتقل می‌شوند.

در جریان پیوسته یا خطی انتقال اطلاعات، گاهی اوقات مشکلاتی نیز وجود دارد. حتی در شبکه‌های کامپیوتری، بسته‌های داده گاهی اوقات با هم برخورد می‌کنند یا از دست می‌روند. در شبکه فیبر نوری محلی نیز گاهی برای مثال، نور به اطراف و درون فیبر منعکس می‌شود که با مقداری از دست دادن اجتناب‌ناپذیر از طبیعت خود نور همراه است. محققان می‌گویند حتی صدای ناشی از این تلفات داده ناشی از پراکندگی در انتقال اطلاعات از راه دور اجتناب ناپذیر است.

یافتن راه‌هایی برای کاهش تلفات این چنینی در صنعت انتقال اطلاعات موضوع مهمی است. هرچه داده‌های بیشتری ارسال شود، تلفات جزئی به مقدار واقعی داده‌های از دست رفته بیشتر می‌شود.

برای مطالعه تلفات، دانشمندان ابتدا آزمایشی را انجام دادند که در آن فوتون به موقعیتی پرتاب شد ولی عمدا در نویز تداخلی از دست رفت و گم شد. دانشمندان برای کنترل تلفات ابتدا از دستگاهی به نام تقویت‌کننده خطی بدون نویز استفاده کردند. وقتی این دستگاه کار می‌کند، به نظر می‌رسد که فوتون‌های این چنینی را می‌گیرد و آن را به حالت کوانتومی برمی‌گرداند و آن را به بخش سالم داده‌ها باز می‌گرداند.

«سرگئی اسلوسارنکو»، یکی از محققان این پژوهش در بیانیه‌ای می‌گوید: «یک کانال ارتباطی کوانتومی تله پورت به مکانیزمی برای کاهش چنین از دست دادن اطلاعاتی کمک می‌کند. ما چنین کاری را در آزمایش‌ها انجام دادیم. در این آزمایش‌ها یک رله به اصطلاح کوانتومی پیاده‌سازی می‌شود که عنصری کلیدی در شبکه ارتباطی از راه دور محسوب می‌شود.»

در مرحله بعد، محققان می‌خواهند این روش را برای رمزنگاری کوانتومی در فواصل دور آزمایش کنند. سپس دانشمندان قصد دارند رویای شبکه کوانتومی جهانی واقعا ایمن را دنبال کنند.