آخرین اخبار
دانشمندان موفق به تله پورت اطلاعات کوانتومی درون یک الماس شدند

دانشمندان موفق به تله پورت اطلاعات کوانتومی درون یک الماس شدند

محققان دانشگاه ملی یوکوهاما (Yokohama National University)، اطلاعات کوانتومی را به طور امن درون یک الماس، تله پورت کردند. این پژوهش پیامدهای مهمی برای فناوری اطلاعات کوانتومی به ویژه، اشتراک‌گذاری و ذخیره‌سازی اطلاعات حساس و محرمانه دارد. نتیجه‌ی این پژوهش اخیرا در مجله Communications Physics منتشر شد.

نویسنده این مقاله می‌گوید:

تله پورت کوانتومی امکان انتقال اطلاعات کوانتومی به یک فضای غیر قابل دسترسی را فراهم می‌کند و همچنین انتقال اطلاعات به یک حافظه ی کوانتومی، بدون فاش شدن یا تخریب اطلاعات کوانتومی ذخیره شده را ممکن می‌سازد.

در اینجا فضای غیرقابل دسترس، اتم های کربن درون الماس هستند. الماسِ ساخته شده از اتم های کربن پیوند‌یافته، اما در عین جداگانه، شرایط بسیار مساعدی برای تله پورت کوانتومی فراهم می‌کنند. هسته‌ی یک اتم کربن از شش پروتون و شش نوترون تشکیل شده که به وسیله‌ی شش الکترون در حال چرخش احاطه شده است. با پیوند یافتن این اتم‌ها با یکدیگر برای تشکیل الماس، یک شبکه ی بسیار قوی نیز ایجاد می‌شود. با این حال، الماس‌ها می‌توانند نقص‌های پیچیده‌ای داشته باشند، مثلا وقتی یک اتم نیتروژن در یکی از دو جایگاه مجاور خالی وجود دارد، درست جایی که اتم های کربن باید آنجا قرار داشته باشند. به این نقص مرکز خالی نیتروژن  (nitrogen vacancy center) گفته می‌شود. ساختار هسته‌ی اتم نیتروژن که توسط اتم‌های کربن احاطه شده، چیزی تولید می‌کند که دانشمندان به آن یک نانوآهنربا (nanomagnet) می‌گویند.

دانشمندان برای دستکاری یک الکترون و یک ایزوتوپ کربن در جای خالی، سیمی به عرض حدود یک چهارم عرض موی انسان را به سطح یک الماس وصل کردند. آنها برای ساخت یک میدان مغناطیسی نوسان کننده در اطراف الماس، یک ریزموج و یک موج رادیویی را به سیم اعمال کردند. آنها ریزموج را برای ایجاد شرایط بهینه و کنترل شده برای انتقال اطلاعات کوانتومی درون الماس ترتیب دادند.

محققان سپس از نانوآهنربای نیتروژن برای نگه داشتن یک الکترون استفاده کردند و با استفاده از ریزامواج و امواج رادیویی، اسپین الکترون را وادار به در هم تنیدگی با اسپین هسته‌ای کربن نمودند. اسپین الکترون تحت میدان مغناطیسی ایجادشده توسط نانوآهنربا شکسته شده و آن را مستعد درهم تنیدگی می‌کند.

وقتی دو چیز درهم تنیده می‌شوند، بدان معنی است که خصوصیات فیزیکی آنها به گونه‌ای در هم آمیخته شده که نمی‌توان آنها را جداگانه توصیف کرد؛ فوتونی که اطلاعات کوانتومی را نگه می‌دارد، می‌آید و الکترون آن را جذب می کند. جذب فوتون، اتنقال حالت قطبش فوتون را به کربن و از طریق الکترون درهم تنیده، ممکن می‌سازد،؛ یعنی یک تله پورت در سطح کوانتومی. دانشمندان می‌گویند:

موفقیت ذخیره سازی فوتون در گره دیگر، باعث برقراری درهم تنیدگی میان دو گره مجاور می شود. هدف نهایی ما درک تکرارکننده‌های مقیاس‌پذیر کوانتومی  (scalable quantum repeaters)برای ارتباطات و کامپیوترهای کوانتومی توزیع‌شده در محاسبات و سنجش‌های کوانتومی بزرگ‌مقیاس است.


مشاهده مقاله اصلی در مجله
منبع: phys.org
كلمات كليدي :
تله پورت کوانتومی , درهم تنیدگی کوانتومی , نانوآهنربا
 
امتیاز دهی