مقالات حوزه ارتباطات امن
موفقیت دانشمندان در تله پورت کوانتومی چندبعدی برای اولین بار

موفقیت دانشمندان در تله پورت کوانتومی چندبعدی برای اولین بار

برای اولین بار، دانشمندان چینی و اتریشی، موفق به تله پورت کوانتومی چندبعدی شدند. تله پورت ابعاد بالا می‌تواند نقش مهمی در آینده‌ی کامپیوترهای کوانتومی بازی کند.

محققان آکادمی علوم اتریش و دانشگاه وین، چیزی را که قبلا فقط یک احتمال نظری بود، ثابت کردند. آن‌ها همراه با فیزیکدانان دانشگاه علم و فناوری چین، موفق به تله پورت حالات کوانتومی پیچیده ابعاد بالا شدند. محققان این موفقیت بین‌المللی را در مجله معتبر Physical Review Letters گزارش کردند.

آن‌ها در پژوهش خود، حالت کوانتومی یک فوتون را به فوتون دیگری در فاصله‌ی دورتر تله پورت کردند. قبلا، فقط حالات دو ترازی (کیوبیت)، یعنی اطلاعات با مقادیر صفر یا یک منتقل شده بودند. اما دانشمندان موفق شدند یک حالت سه ترازه که کیوتریت (qutrit) نامیده می‌شود را تله پورت کنند. در فیزیک کوانتومی برخلاف علوم کامپیوتر کلاسیکی (که در یک زمان، فقط صفر یا یک مجاز بود)، هم صفر و هم یک، به طور همزمان مجاز هستند. گروه اتریشی-چینی اکنون این مورد را با یک احتمال سوم، یعنی ۲ نیز ثابت کرده‌اند.

روش آزمایشگاهی جدید

مردم از دهه‌ی 1990 می‌دانستند که تله پورت کوانتومی چندبعدی، به لحاظ نظری، امکان‌پذیر است. محققان می‌گویند:

ما ابتدا مجبور بودیم یک روش آزمایشگاهی برای پیاده‌سازی تله پورت ابعاد بالا و همچنین توسعه‌ی فناوری لازم، طراحی کنیم.

حالت کوانتومی که قرار است تله پورت شود، در مسیرهای ممکنی که یک فوتون می‌تواند بگیرد، رمزگذاری می‌شود. فرد می‌تواند این مسیرها را به صورت سه فیبر نوری در نظر بگیرد. به طور جالب‌تر، در فیزیک کوانتومی، یک تک فوتون می‌تواند به طور همزمان در هر سه فیبر نوری قرار گیرد. برای تله پورت این حالت سه بعدی، محققان از یک روش جدید آزمایشگاهی استفاده کردند. مفهوم مرکزی تله پورت کوانتومی، اندازه گیری بل است. این روش مبتنی بر یک تقسیم‌کننده‌ی پرتوی چند پورتی است که فوتون‌ها را از طریق چند ورودی و خروجی هدایت کرده و تمام فیبرهای نوری را به یکدیگر وصل می‌کند. دانشمندان همچنین از فوتون‌های کمکی استفاده کردند. این فوتون‌ها نیز به تقسیم‌کننده‌ی پرتوی چندتایی فرستاده می‌شوند و می‌توانند با سایر فوتون‌ها تداخل کنند.

اطلاعات کوانتومی از طریق انتخاب هوشمندانه‌ی الگوهای تداخلی معین می‌توانند به فوتون دیگر که دور از فوتون ورودی است، منتقل شوند، بدون اینکه این دو، هرگز به طور فیزیکی برهمکنش داشته باشند. این مفهوم آزمایشگاهی، به سه بعد محدود نیست و می‌تواند به هر تعداد بُعدی، توسعه یابد.

قابلیت‌های اطلاعاتی بالاتر برای کامپیوترهای کوانتومی

دانشمندان با این کار گام مهمی به سوی کاربردهای عملی مانند یک اینترنت کوانتومی برداشته‌اند، زیرا سیستم‌های کوانتومی با ابعاد بالا می‌توانند میزان بیشتری از اطلاعات را نسبت به کیوبیت‌ها منتقل کنند. محققان اتریشی می‌گویند:

این نتیجه می‌تواند به ارتباط کامپیوترهای کوانتومی با قابلیت‌های اطلاعاتی فراسوی کیوبیت‌ها کمک کند.

محققان چینی سهیم در این پژوهش نیز فرصت‌های مهمی را برای تله پورت کوانتومی چندبعدی می‌بینند. محققان در کار آینده، قصد دارند روی چگونگی توسعه‌ی این دانش جدید برای امکان تله پورت کل حالت کوانتومی یک تک فوتون یا اتم کار کنند.


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

بيشتر