يعد تشفير البيانات بطريقة تسمح بالاتصالات الآمنة أمرًا متزايدًا باستمرار
التشابك الكمي - ميكانيكا الكمظاهرة تكون فيها الحالات الكمومية لجسمين أو أكثر مترابطة. وهذا يعني أنه في الشبكة الكمومية، تتشابك البتات الكمومية الثابتة للشبكة في قناة اتصال، والتي تتكون عادة من الفوتونات (جسيمات الضوء). لأول مرة، أثبت فيزيائيون من جامعة بون التشابك الكمي بين الكيوبت الثابت (نظام كمي ثنائي الحالة) وفوتون مقترن مباشرة بألياف بصرية (فوتون مرنان من الألياف الضوئية). ونشرت نتائج الدراسة في المجلة معلومات الكم npj.
أنظمة الكم هي جزء من تكنولوجيا المستقبل.عندما تكون ناقلات المعلومات الكمومية (العقد الكمومية) مترابطة ببعضها البعض عن طريق القنوات الكمومية ، تتشكل شبكة كمومية. منذ عام 2009 ، يعمل العلماء في جامعة بون على تنفيذ عقدة شبكة كمومية ، يتم فيها توصيل أيون منفصل على شكل ذاكرة كيوبت بمرنان بصري كواجهة بين الضوء والمادة.
ومع ذلك ، لتوزيع المعلومات الكمية بتنسيقيجب توصيل كيوبتات الشبكة الثابتة للشبكات بقناة اتصال. المشكلة هي أن الحالة الكمية لا يمكن نسخها ونقلها بالطريقة الكلاسيكية. كقناة اتصال ، عادةً ما تُستخدم الفوتونات ، والتي يصعب تخزينها ، لكنها تسمح بنقل المعلومات بسرعة. يعد تنفيذ واجهات فعالة بين الفوتونات والكيوبتات الثابتة أمرًا بالغ الأهمية لمعدل نقل المعلومات وقابلية التوسع في شبكة الكم.
في إعدادهم التجريبي، العلماءأدركت واجهة خاصة بين الضوء والمادة. وللقيام بذلك، استخدم الفيزيائيون مرنانًا بصريًا يتكون من مرآتين متقابلتين في طرفي موجهي الضوء. وقام العلماء أيضًا بإزالة جزء من الألياف الضوئية باستخدام نبضة ليزر ثم قاموا بتغليف أطرافها بطبقة عاكسة.
تصميم ومزيج من هذا الرنان معواحد هو مشكلة تجريبية. يجب وضع الألياف والأيون بدقة نسبية تبلغ حوالي ميكرومتر واحد بالنسبة لبعضهما البعض. ومع ذلك ، فإن حجم التجويف الصغير يزيد من تفاعل الضوء مع المادة. يوفر هذا نطاقًا تردديًا عاليًا لتوزيع المعلومات الكمية عبر الشبكة. ميزة أخرى هي أن تجويف الألياف ينتج عنه الاقتران الداخلي للفوتونات بالألياف الضوئية. هذا يبسط بشكل كبير توزيعها على الويب.
مع الإعداد التجريبي الخاص بككان العلماء أول من أظهر التشابك الكمي بين كيوبت ثابت وفوتون في مرنان ألياف بصرية. لقد لاحظوا أنه حتى على مسافة متر ونصف ، يتشارك أيون واحد وفوتون بحالة كمومية متشابكة مشتركة.
ستكون نتائج البحث مفيدة فيالحوسبة الكمومية الموزعة. يخطط الفيزيائيون لتطوير نظامهم ، على سبيل المثال ، عن طريق تحسين استقرار واجهة المادة الخفيفة واستخدام جهاز لتوزيع المفاتيح الكمومية.
قراءة المزيد
حصل أورانوس على مكانة أغرب كوكب في المجموعة الشمسية. لماذا؟
يمكن للبشر تحمل درجات حرارة منخفضة للغاية حتى بدون مصادر الحرارة
ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟
الكيوبت هو تفريغ كمي ، أو أصغر عنصر لتخزين المعلومات في جهاز كمبيوتر كمي.