تجربة مذهلة قادها فريق من جامعة شتوتغارت في ألمانيا بقدر الإنترنت خطوة أقرب، حيث يقوم الفيزيائيون بنقل الحالة الكمومية بين الفوتونات التي تنتجها مصادر ضوئية منفصلة لأول مرة.

يسمح هذا الإنجاز للمهندسين ببث المعلومات الكمومية من خلال محطات تكرار تتكون من “النقاط الكمومية”. على مسافات طويلة بدون الخسارة أو الاضطراب.

إن إرسال الإشارات عبر مسافة يعرضها لخطر فقدان العناصر المهمة من المعلومات. في النطاق العريض القياسي كابل الانترنت، يتم تعزيز الإشارات الضوئية التي تحمل البيانات باستخدام مكبرات الصوتلكن تعزيز المعلومات الكمية يتطلب مصادر ضوء يمكنها إنتاج فوتونات متطابقة تقريبًا.

يمكن لأشباه الموصلات الخاصة التي تبعث فوتونات بمستوى عالٍ من التحكم أن تقوم بهذه المهمة. المعروف باسم النقاط الكموميةفهي قادرة على إصدار موجات ضوئية بترددات دقيقة بشكل لا يصدق، مما يجعل من المستحيل التمييز بين الفوتونات من نقاط مختلفة.

متعلق ب: تم تحقيق النقل الكمي عبر الإنترنت لأول مرة

لقد قام الباحثون الآن بنقل المعلومات الكمومية بين الفوتونات من فوتونين منفصلين النقاط الكموميةوهو دليل على أن هذا يمكن أن يعمل بالفعل كوسيلة للحفاظ على البيانات الكمومية آمنة ومأمونة عبر الشبكات.

“لأول مرة على مستوى العالم، نجحنا في نقل المعلومات الكمومية بين الفوتونات الصادرة من نقطتين كميتين مختلفتين.” يقول الفيزيائي بيتر ميشلر، من جامعة شتوتغارت.

في حين أن النقل الآني هو المصطلح الذي يستخدمه فيزيائيو الكم في هذه الأنواع من التجارب، فإن ما يتم نقله هنا فعليًا هو الحالة الكمومية – في الواقع لا يوجد أي فوتونات تخرج من الوجود في مكان وتتجسد في مكان آخر.

لكي يتم نقل الحالة الكمومية بين زوج من الفوتونات، يجب أن يكون الجسيمان في شكل كمي غامض. والأهم من ذلك أنه لا يمكن تمييزهما بطريقة أخرى.

يمكن تحقيق هذه الصفات بسهولة عندما تشترك في نفس المصدر. ومع ذلك، فإن المصادر المختلفة تخاطر بإنتاج فوتونات ذات خصائص مختلفة بشكل طفيف.

تقيد النقاط الكمومية هذه الخصائص، مما يسمح بحدوث النقل الآني بين مواقع منفصلة تمامًا باستخدام مصادر مختلفة.

علاوة على ذلك، استخدمت التجارب التي أجراها الباحثون كابل ألياف بصرية قياسي مثل تلك المستخدمة في شبكات الإنترنت اليوم. سيكون استخدام البنية التحتية الحالية أمرًا أساسيًا للحصول على الإنترنت الكمومي وتشغيلها.

“يعد نقل المعلومات الكمومية بين الفوتونات من نقاط كمومية مختلفة خطوة حاسمة نحو سد مسافات أكبر.” يقول ميشلر.

لا يزال العلماء يكتشفون مدى اعتماد الإنترنت الكمومي على التكنولوجيا الحالية لدينا، ولكن الطبقة الكمومية ستكون ضرورية للأمن والنزاهة – إذا تمكنا من تشغيلها عبر الإنترنت. مسافات طويلة بما فيه الكفاية. يتضمن إعداد الدراسة الحالية أليافًا ضوئية يبلغ طولها حوالي 10 أمتار (حوالي 33 قدمًا).

لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، والباحثون حريصون على زيادة المسافة التي يمكن أن يعمل عليها هذا، بالإضافة إلى تحسين معدل نجاح النقل الآني، والذي يبلغ حاليًا ما يزيد قليلاً عن 70 بالمائة.

“تُظهر هذه النتائج نضج التكنولوجيا القائمة على النقاط الكمومية، مما يُظهر لبنة بناء مهمة للاتصالات الكمومية المستقبلية.” يستنتج الباحثون.

وقد تم نشر البحث في اتصالات الطبيعة.