گامی تازه در مسیر اینترنت کوانتومی
دانشمندان دانشگاه ایلینوی موفق به کشف روشی نوین برای ایجاد اینترنت کوانتومی پرسرعت و پایدار شدند. این دستاورد که نتایج آن در نشریه Nature Physics منتشر شده، با استفاده از آرایه‌ای از اتم‌های یتریبیوم-۱۷۱ به دست آمده و می‌تواند تحولی اساسی در انتقال اطلاعات کوانتومی با طول موج‌های مخابراتی ایجاد کند.
اهمیت اینترنت کوانتومی در آینده ارتباطات
اینترنت کوانتومی بر پایه پدیده «درهم‌تنیدگی کوانتومی» عمل می‌کند؛ پدیده‌ای که در آن وضعیت یک ذره می‌تواند به‌طور همزمان بر وضعیت ذره‌ای دیگر—even در فاصله‌های بسیار دور—تأثیر بگذارد. چنین قابلیتی امکان ایجاد ارتباطاتی فوق‌سریع و ایمن را فراهم می‌کند و می‌تواند زیرساختی برای شبکه‌ای از رایانه‌ها، حسگرها و پردازنده‌های کوانتومی باشد.
محدودیت‌های روش‌های پیشین
تا پیش از این، کیوبیت‌های اتمی در طول موج‌های مرئی یا فرابنفش عمل می‌کردند که برای انتقال داده در مسافت‌های طولانی از طریق فیبر نوری مناسب نبود. تبدیل این سیگنال‌ها به طول موج‌های مخابراتی نیز اغلب با افت کیفیت و ایجاد نویز همراه بود و مانع پایداری شبکه می‌شد.
نقش اتم‌های یتریبیوم-۱۷۱ در پیشرفت جدید
پژوهشگران با بهره‌گیری از ویژگی‌های خاص اتم‌های یتریبیوم-۱۷۱ که پیش‌تر در ساعت‌های اتمی نوری استفاده می‌شدند، موفق شدند درهم‌تنیدگی کوانتومی را در طول موج ۱۳۸۹ نانومتر (مناسب برای مخابرات) ایجاد کنند. این ویژگی امکان انتقال داده با وفاداری بالا و کاهش خطا را فراهم کرده است.
دستاوردهای کلیدی تحقیق
- ایجاد درهم‌تنیدگی زمان‌بندی‌شده بین اتم منفرد و فوتون تک با طول موج مخابراتی
- طراحی پروتکل شبکه‌سازی میانه‌مداری برای حفظ همدوسی کیوبیت‌ها در طول فرآیند ارتباطی
- دستیابی به وفاداری نزدیک به ۹۹ درصد در انتقال داده با ارتقای فنی
- امکان اجرای موازی وظایف محاسباتی در سراسر شبکه بدون تداخل بین سایت‌ها
کاربردهای آینده اینترنت کوانتومی
این دستاورد می‌تواند زمینه‌ساز توسعه شبکه‌های کوانتومی با کارایی بالا در حوزه‌های مختلف باشد، از جمله:
- محاسبات توزیع‌شده: تقسیم وظایف پیچیده میان پردازنده‌های کوانتومی مختلف
- ساعت‌های اتمی کوانتومی: افزایش دقت در اندازه‌گیری زمان و هماهنگی جهانی
- حسگرهای کوانتومی: ارتقای توانایی در سنجش‌های علمی و فناوری‌های پیشرفته
جمع‌بندی
کشف روش جدید با استفاده از اتم‌های یتریبیوم-۱۷۱، نقطه عطفی در مسیر تحقق اینترنت کوانتومی به شمار می‌رود. این فناوری می‌تواند آینده ارتباطات جهانی را متحول کرده و بستری برای توسعه محاسبات و سنجش‌های کوانتومی در مقیاس وسیع فراهم آورد.
ماهان زند
من فارغ‌التحصیل رشته مهندسی کامپیوتر هستم و از دوران نوجوانی به دنیای فناوری علاقه‌مند بودم. فعالیت حرفه‌ای خودم را از سال ۱۳۹۷ با نوشتن مقاله‌های نقد و بررسی گجت‌های هوشمند در یک وبلاگ شخصی آغاز کردم. پس از کسب تجربه، به عنوان نویسنده و تحلیل‌گر در نشریات مختلف فعالیت کردم و در حال حاضر، به عنوان دبیر بخش فناوری‌های نو در یک مجله معتبر تکنولوژی مشغول به کار هستم. تلاش من این است که آخرین اخبار و پیشرفت‌های دنیای فناوری را به زبانی ساده و کاربردی برای مخاطبان ارائه دهم.
