ساخت حافظه کوانتومی با امکان ذخیره فوتون

فیزیکدانان دانشگاه بازل موفق به ساخت یک حافظه‌ کوانتومی شده‌اند که قادر است فوتون‌ها را ذخیره کند.

کد خبر: ۱۷۲۹۱۸

تاریخ: ۱۸ شهريور ۱۳۹۶ - ۱۰:۳۹

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ساینس دیلی؛ این ذرات کوانتومی (فوتون) با سرعت نور حرکت می‌کنند، بنابراین گزینه مناسبی برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا هستند. محققان دانشگاه بازل موفق شده‌اند این ذرات کوانتومی را در یک بخار اتمی ذخیره کنند و سپس آنان را بدون تغییر زیاد در خواص کوانتومی‌شان مجدد بخوانند.

امروزه برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا در شبکه‌های مخابراتی، از پالس‌های نوری کوتاه استفاده می‌شود.

فناوری ماورای پهن‌باند، از اتصالات فیبر نوری برای انتقال اطلاعات با سرعت نور استفاده می‌کند.

در پایانه گیرنده، اطلاعات انتقال‌یافته باید به سرعت و بدون خطا ذخیره شوند تا بتوانند به‌طور الکترونیکی در کامپیوتر پردازش شوند. به‌منظور جلوگیری از خطا حین انتقال، هر بیت از اطلاعات در پالس‌های نوری نسبتا قوی کد‌گذاری می‌شوند که هریک‌ حاوی حداقل صدها فوتون هستند.

برای چندین سال متمادی محققان سراسر جهان درحال مطالعه چنین شبکه‌هایی با تک فوتون هستند.

رمزگذاری یک بیت در فوتون نه تنها بسیار کارآمد است؛ بلکه روش جدیدی را برای پردازش اطلاعات بر مبنای قوانین فیزیک کوانتومی پیش روی محققان قرار می دهد.

این قوانین اجازه می‌دهند یک فوتون واحد نه تنها در دو حالت 0 و 1 بیت کلاسیکی رمز‌گذاری شود، بلکه در حالت برهم‌نهی هر دو حالت نیز به‌طور همزمان رمز‌گذاری شود.

چنین بیت‌های کوانتومی مبنای پردازش اطلاعات کوانتومی هستند که علاوه بر امنیت بالا، ‌سرعت بالایی را نیز در کامپیوترهای کوانتومی آینده امکان‌پذیر می‌کنند.

توانایی ذخیره و بازیابی فوتون‌های واحد از حافظه کوانتومی، کلید اولیه این قبیل فناوری‌ها هستند که به شدت مورد توجه محققان سراسر دنیا قرار دارند.

محققان دانشگاه بازل برای نیل به این هدف یک حافظه کوانتومی ساده و سریع توسعه داده‌اند که فوتون‌ها را در اتم‌های روبیدیوم گازی ذخیره می‌کند. یک لیزر فرآیندهای ذخیره و بازیابی را کنترل می‌کند.

این تکنولوژی به تجهیزات سردکننده یا خلاء پیچیده نیاز ندارد و می‌تواند در یک مجموعه بسیار فشرده اجرا شود. محققان همچنین گزارش داده‌اند نویز این حافظه بسیار کم بوده و برای تک فوتون مناسب است.

این فناوری برای ذخیره اطلاعات بسیار ساده و سریع بوده و مهمترین کاربرد آن در اینترنت‌ کوانتومی آینده است.