آخرین اخبار
ثبت رکورد جدید 50 کیلومتر برای درهم تنیدگی بین نور و ماده!

ثبت رکورد جدید 50 کیلومتر برای درهم تنیدگی بین نور و ماده!

جهان اسرارآمیز مکانیک کوانتومی، ممکن است روزی اینترنت سریع‌تر و امن‌تری را برای ما به ارمغان آورد. دانشمندان در پژوهش جدیدی موفق شده‌اند رکورد جدیدی برای فاصله درهم تنیدگی کوانتومی بین ذرات نور و ماده ثبت کنند: درهم تنیدگی یک فوتون با یک یون  طی 50 کیلومتر.

درهم تنیدگی کوانتومی، نوعی پیوند عجیب بین دو ذره است که حتی وقتی آن‌ها در فاصله‌ی دور از هم قرار گرفته باشند، همچنان وجود دارد. مهم نیست ذرات چقدر از هم دور هستند، اطلاعات در مورد حالات کوانتومی یکی از آن‌ها می‌تواند در مورد ذره‌ی دیگر به ما اطلاعات بدهد و حتی باعث تغییر آن به طور آنی شود.

این پدیده‌ی جالب می‌تواند بنیانی برای نوع جدیدی از ارتباطات باشد. به کمک یک اینترنت کوانتومی می‌توان اطلاعات را به طور همزمان در سراسر دنیا منتقل کرد، ضمن اینکه این انتقال، بسیار امن‌تر از ارتباطات کنونی خواهد بود، چرا که اگر یک هکر تلاش کند پیامی را رهگیری کند،‌ عمل مشاهده‌ی او، اطلاعات را تغییر خواهد داد.

پژوهش جدیدی که محققان دانشگاه اینسبورک و آکادمی علوم اتریش انجام داده‌اند، گامی به سوی نوعی اینترنت کوانتومی است. آن‌ها قبل از ارسال فوتون از طریق فیبر نوری، آن را با یک یون کلسیم درهم تنیده کرده‌اند.

دانشمندان یا یک یون کلسیم آغاز کردند و آن را در یک تله یونی، معلق کردند. آن‌ها با استفاده از یک لیزر، یک حالت کوانتومی را درون یون نوشتند و همچنین آن را به منظور تابش فوتون، برانگیخته کردند. وقتی این فوتون ساخته شد، همان حالت کوانتومی یون را داشت، یعنی این دو ذره‌، درهم تنیده بودند.

گام بعد،‌ ارسال فوتون در مسیر و اطمینان از حفظ این ارتباط کوانتومی بود. چون فوتون، دارای طول موج 854 نانومتر بود، به سرعت داخل فیبر جذب می‌شد، بنابراین باید طول موجش به 1.550 نانومتر تبدیل می‌شد که استاندارد طول موج برای ارتباطات فعلی است. محققان برای انجام این کار، ابتدا مجبور بودند فوتون را از طریق یک بلور غیرخطی ارسال کنند که توسط یک لیزر قدرتمند روشن شده بود. اکنون فوتون برای سفر طولانی‌اش آماده بود.

محققان در آزمایش‌ها نشان دادند فوتون نه تنها در سفر 50 کیلومتری‌اش از طریق فیبر نوری دوام آورد، بلکه درهم تنیدگی‌اش با یون را نیز حتی پس از تبدیل طول موج حفظ کرد. این آزمایش، یک رکورد جدید فاصله را برای درهم تنیدگی نور و ماده ثبت می‌کند. پیش از این ثابت شده بود که جفت‌های درهم تنیده‌ی فوتون‌ها می‌توانند بیش از 1200 کیلومتر از طریق ماهوار میکیوس (Micius satellite) سفر کنند،‌ اما این پژوهش جدید، با ثبت عدد 50 کیلومتر، رکورد جدیدی بر جای گذاشته است که می‌تواند نویدبخش یک اینترنت کوانتومی باشد.

محققان می‌توانند این فاصله را به طور موثری دو برابر کنند: یون‌های کلسیمی که 100 کیلومتر با یکدیگر فاصله دارند، می‌توانند فوتو‌ن‌های درهم تنیده‌ی خود را  به سوی یکدیگر بتابانند و این فوتون‌ها یکدیگر را در میانه‌ی راه ملاقات کنند. آنجا دو فوتون می‌توانند با یکدیگر درهم تنیده شوند و ارتباطشان با یون‌ها را از دست بدهند. بنابراین یک اینترنت کوانتومی می‌تواند از گره‌هایی که 100 کیلومتر از هم دور هستند، ساخته شود، یعنی شهرها را به یکدیگر وصل ‌کند.
 


مشاهده مقاله اصلی در مجله
منبع: newatlas
كلمات كليدي :
درهم تنیدگی کوانتومی , اینترنت کوانتومی
 
امتیاز دهی