ارتباطات امن کوانتومی برای اولین بار در ناحیه‌ی ریزموج محقق شد

ارتباطات امن کوانتومی برای اولین بار در ناحیه‌ی ریزموج محقق شد

محققان دانشکده‌ی شیمی فیزیک UPV/EHU اسپانیا، آزمایشی برای آماده‌سازی یک حالت کوانتومی راه دور (یعنی ارتباط کاملا امن یک کامپیوتر با یک کامپیوتر کوانتومی دیگر که بصورت فیزیکی از یکدیگر جدا هستند) انجام داده‌اند که نتیجه‌ی آن در مجله‌ی Nature Communication منتشر شده است. این آزمایش برای اولین بار در ناحیه‌ی ریزموج (Microwave) انجام شده است. این فناوری جدید احتمالا تغییری انقلابی در چند سال آینده به وجود خواهد آورد.

محققان می‌گویند:

فرکانس امواج ریزموج، فرکانسی است که تمام کامپیوترهای کوانتومی در آن، کار می‌کنند. این اولین بار است که امکان انجام چنین آزمایشی در این محدوده، بررسی شده که ممکن است در عرض چند سال آینده در حوزه‌ی ارتباطات امن کوانتومی و رادارهای ریزموج کوانتومی، تحولی عظیم به وجود آورد.

آماده‌سازی یک حالت کوانتومی راه دور (که با عنوان آماده‌سازی حالت از راه دور شناخته می‌شود)، مبتنی بر پدیده‌ی درهم‌ تنیدگی کوانتومی است که در آن، مجموعه‌ ذرات درهم ‌تنیده، استقلال خود را از دست می‌دهند و مانند یک موجود یگانه رفتار می‌کنند‌، ‌حتی وقتی به طور فضایی از یکدیگر دور باشند. محققان این‌ گونه توضیح می‌دهند:

اگر دو کامپیوتر این همبستگی را بین خودشان ایجاد کنند،‌ انجام عملیات تنها بر روی یکی از آن‌ها می‌تواند بر روی دیگری نیز تاثیر بگذارد. در این صورت، حتما مخابره‌ی امن اطلاعات، قابل دستیابی است. مطالعه‌ی پروتکل حالت کوانتومی راه دور تقریبا از بیست سال پیش شروع شد، اما تاکنون تمامی ارتباطات کوانتومی در فرکانس‌های نور مرئی انجام شده بود. دلیل انجام آزمایش‌ها در فرکانس‌های مرئی، این است که در این محدوده‌ی فرکانسی، می‌توان در دمای اتاق کار کرد، زیرا در این محدوده، تابش حرارتی از بدن، فوق‌العاده کم است،‌ به گونه‌ای که تداخل، بسیار ناچیز است. با این حال، در محدوده‌ی ریزموج، میلیاردها و تریلیون‌ها فوتون در دمای اتاق تولید می‌شوند که ویژگی‌های کوانتومی را از بین می‌برند، به گونه‌ای که برای اجتناب از تداخل، این آزمایش‌ها باید در دماهای نزدیک به صفر مطلق (05/0کلوین) انجام شوند تا تابش‌های بدن تا حد ممکن محدود شود و ارتباطات در حد امکان، بهره‌ور باشند.»

محققان پس از تلاش زیاد برای توسعه‌ی این فناوری موفق شدند یک حالت کوانتومی راه دور را از فاصله‌ی 35 سانتی‌متری تهیه کنند. آن‌ها می‌گویند:

 این آزمایش،‌ یک آزمایش اثبات مفهوم است و در واقع، اولین قدم برای آگاهی از امکان ادامه‌ی توسعه‌ی این فناوری می‌باشد. با این حال، ما معتقدیم، این یک گام اول، بسیار مهم است و می‌تواند انقلابی در دهه‌ی آینده در در دو حوزه به وجود آورد. یکی، حوزه‌ی ارتباطات یا رمزنگاری کوانتومی؛ از آنجایی که این فناوری جدید، کاملا امن بوده و اجباری برای تغییر فرکانس به بازه‌ی نوری وجود ندارد، می‌تواند از تلفات بسیار زیاد در این ارتباطات جلوگیری کند. حوزه‌ی بعد، سنجش بسیار دقیق کوانتومی و رادارهای کوانتومی است. کاربردهای متفاوت رادار مبتنی بر تشخیص اشیاست و این آشکارسازی در محدوده‌ی ریزموج انجام می‌شود. از طرفی چون دستگاه‌هایی مانند پهبادها وجود دارند که با روند فزاینده‌ای در حال کوچکتر شدن هستند، رادارها نیز باید ظرفیت رو به افزایشی داشته باشند تا بتوانند مکان این اشیا را تشخیص دهند. فناوری که ما در حال توسعه‌ی آن هستیم، می‌تواند کمک قابل توجهی در این زمینه کند. چیزی که در نهایت به دنبال آن هستیم، وارد کردن این فناوری در محصولات تجاری است.»


مشاهده مقاله اصلی در مجله
منبع: phys.org

كلمات كليدي :
ارتباطات امن کوانتومی , حالت کوانتومی راه دور , درهم تنیدگی کوانتومی
 
امتیاز دهی