انتقال کوانتومی برای اولین بار از طریق اینترنت محقق شد

گروهی از پژوهشگران در ایالات متحده موفق شدند در سال ۲۰۲۴ یک حالت کوانتومی نور را از طریق بیش از ۳۰ کیلومتر کابل فیبر نوری، در میان ترافیک سنگین اینترنت، منتقل کنند؛ دستاوردی مهندسی که تا پیش از این غیرممکن به نظر می‌رسید.

به گزارش یاهونیوز، این پیشرفت علمی شاید هنوز امکان سفر آنی افراد از مکانی به مکان دیگر یا افزایش سرعت دانلود ویدئو‌های مورد علاقه کاربران را فراهم نکند، اما توانایی انتقال اطلاعات کوانتومی از طریق زیرساخت‌های موجود، گامی مهم در جهت ایجاد شبکه‌ای متصل از رایانه‌های کوانتومی، ارتقای رمزگذاری داده‌ها و توسعه روش‌های جدید و قدرتمند برای سنجش اطلاعات محسوب می‌شود.

پرم کومار، مهندس رایانه از دانشگاه نورث‌وسترن و سرپرست این پژوهش، در این‌باره می‌گوید: «این پیشرفت بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا هیچ‌کس فکر نمی‌کرد که چنین چیزی ممکن باشد. کار ما نشان می‌دهد که چگونه می‌توان شبکه‌های کوانتومی و کلاسیک را در یک زیرساخت فیبر نوری یکپارچه به اشتراک گذاشت. به بیان ساده، این دستاورد مسیر را برای گسترش ارتباطات کوانتومی به سطحی بالاتر باز می‌کند.»

انتقال کوانتومی، که شباهت اندکی به سیستم‌های جابه‌جایی در سریال پیشتازان فضا دارد، فرآیندی است که در آن، حالت کوانتومی یک شیء در یک مکان مشخص، با نابود کردن آن، روی شیئی مشابه در مکانی دیگر ایجاد می‌شود. اگرچه اندازه‌گیری این دو جسم باعث می‌شود که وضعیت نهایی آنها بلافاصله تعیین شود، اما برای درهم‌تنیدگی هویت کوانتومی آنها همچنان نیاز به ارسال یک موج اطلاعاتی بین دو نقطه فضایی وجود دارد.

ماهیت حالات کوانتومی بسیار ناپایدار است؛ مانند رشته‌های نازک پشمک در برابر رطوبت، کوچک‌ترین اختلالی می‌تواند موجب از بین رفتن ویژگی‌های کوانتومی شود. تابش‌های الکترومغناطیسی و برخورد‌های حرارتی بین ذرات در حال حرکت، می‌توانند به سرعت باعث از بین رفتن این ویژگی‌ها شوند، مگر اینکه تدابیر حفاظتی مناسبی برای حفظ این حالات اتخاذ شود.

حفظ اطلاعات کوانتومی در محیط بسته رایانه‌های کوانتومی یک چالش است، اما ارسال فوتون‌های منفرد از طریق فیبر‌های نوری که با حجم عظیمی از تراکنش‌های بانکی، ویدئو‌های آنلاین و پیام‌های متنی در جریان هستند، چالشی به مراتب بزرگ‌تر محسوب می‌شود. در واقع، این کار به اندازه انداختن یک تکه پشمک در رودخانه میسی‌سیپی و انتظار برای حفظ طعم اولیه آن در انتهای مسیر دشوار است.

برای محافظت از حالت کوانتومی فوتون‌های خود در برابر جریان ۴۰۰ گیگابیت‌برثانیه‌ای اطلاعات اینترنتی، تیم پژوهشی از روش‌های مختلفی استفاده کرد که از جمله آنها می‌توان به محدود کردن کانال عبور فوتون و کاهش احتمال پراکندگی و تداخل آن با امواج دیگر اشاره کرد.

این موفقیت، راه را برای پیشرفت‌های بیشتر در حوزه ارتباطات کوانتومی و ایجاد شبکه‌های ارتباطی ایمن‌تر و قدرتمندتر هموار می‌سازد.