خرید اقساطی از سایت کارت با کمترین پیش پرداخت

وقتی فیزیک تخیل را شکست داد؛ انتقال اطلاعات به حافظه جامد با تله‌پورت کوانتومی


avatar
سجاد نوری
03 مرداد 1404 | 4 دقیقه مطالعه

دانشمندان چینی یک گام بزرگ به‌سوی تحقق اینترنت کوانتومی برداشتند؛ آن‌ها برای نخستین بار توانستند حالت کوانتومی یک فوتون (کیوبیت) را بدون جابه‌جایی فیزیکی، به یک حافظه جامد کوانتومی منتقل کنند. این تله‌پورت اطلاعاتی، نه‌تنها نمایشی از مهارت‌های تکنولوژیکی سطح بالا است، بلکه از اهمیت بیشتری برخوردار است چرا که تمام فرآیند با تجهیزات و طول‌موج‌های استاندارد مخابراتی صورت گرفته؛ یعنی این فناوری پتانسیل ادغام با زیرساخت‌های فیبر نوری فعلی را دارد.

تله‌پورت کوانتومی دیگر فقط سوژه فیلم‌های علمی‌تخیلی نیست. در این فرآیند، داده‌های کوانتومی از یک ذره بدون انتقال فیزیکی آن، به نقطه‌ای دیگر منتقل می‌شوند. راز این پدیده در مفهومی به نام درهم‌تنیدگی کوانتومی نهفته است؛ حالتی شگفت‌انگیز که باعث می‌شود تغییر در یک ذره، فوراً بر ذره‌ای دیگر—even در کیلومترها دورتر—تأثیر بگذارد. چنین ارتباطی می‌تواند پایه‌ی ایجاد شبکه‌هایی امن، سریع و بدون رهگیری در آینده‌ای نه‌چندان دور باشد.

کوانتوم به حافظه رسید؛ کلید ساخت شبکه‌های آینده

یکی از چالش‌های جدی در مسیر ساخت شبکه‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر، توانایی ذخیره اطلاعات کوانتومی به‌صورت موقت است. برای ایجاد چنین شبکه‌هایی، به چیزی نیاز داریم به نام تکرارکننده کوانتومی (Quantum Repeater)؛ ابزاری که بدون آن، امکان انتقال اطلاعات در مسافت‌های طولانی عملاً غیرممکن است. حال، این حافظه حالت‌جامد، به‌عنوان یک جزء کلیدی از این تکرارکننده‌ها، می‌تواند مسیر تحقق اینترنت کوانتومی را هموارتر کند.

وقتی فیزیک تخیل را شکست داد؛ انتقال اطلاعات به حافظه جامد با تله‌پورت کوانتومی

این دستاورد علمی شاید در نگاه اول صرفاً یک پیشرفت فنی به‌نظر برسد، اما در واقع پیام روشنی دارد: آینده اینترنت، دیگر تنها به سرعت و پهنای باند وابسته نیست، بلکه به امنیت، آنی‌بودن و ساختارهای کوانتومی گره خورده است. تله‌پورت کوانتومی به حافظه جامد، اگرچه هنوز در مراحل اولیه است، اما آغازگر مسیری خواهد بود که در نهایت ما را به سمت شبکه‌هایی می‌برد که نه قابل شنودند، نه قابل نفوذ. اینترنت کوانتومی فقط یک رؤیا نیست؛ حالا، یک مسیر مشخص دارد.

گامی عملی به‌سوی شبکه‌های کوانتومی؛انتقال فوتون به حافظه جامد با فناوری تله‌پورت

در پیشرفتی خیره‌کننده، تیمی از پژوهشگران دانشگاه نانجینگ چین به رهبری پروفسور شیائو-سانگ ما موفق شدند یکی از موانع کلیدی مسیر اینترنت کوانتومی را پشت سر بگذارند. آن‌ها برای نخستین‌بار حالت کوانتومی یک فوتون مخابراتی را مستقیماً به درون یک حافظه حالت جامد منتقل کردند؛ آن هم با استفاده از تجهیزات کاملاً سازگار با زیرساخت‌های مخابراتی فعلی.

این موفقیت علمی با حل دو چالش اساسی ممکن شد: نخست، نیاز به ادغام حافظه‌های کوانتومی در فرایند تله‌پورت برای افزایش فاصله انتقال، و دوم، حذف فرایند پیچیده و ناکارآمد تبدیل فرکانس سیگنال‌های نوری که پیش‌تر امکان استفاده از شبکه‌های فیبر نوری را محدود می‌کرد. محققان با طراحی یک سیستم پنج‌بخشی کاملاً هماهنگ، موفق شدند از باند C )۱.۵ میکرومتر(  که استاندارد صنعت مخابرات است، برای کل فرآیند استفاده کنند.

اما تنها انتقال داده کافی نبود. برای اثبات این که انتقال واقعاً کوانتومی و نه صرفاً یک پدیده کلاسیک بوده، پژوهشگران از توموگرافی کوانتومی برای بررسی «وفاداری (Fidelity)» داده منتقل‌شده استفاده کردند. نتایج نشان دادند که وفاداری به‌شکلی معنادار از حد کلاسیک فراتر رفته—دقیقا همان چیزی که تله‌پورت کوانتومی را از انتقال معمولی متمایز می‌کند.

محققان تأکید کردند که این سیستم از ابتدا بر پایه سازگاری کامل با شبکه‌های فیبر نوری موجود طراحی شده است. هدف بعدی آنها، افزایش زمان نگهداری اطلاعات در حافظه و بهینه‌سازی بهره‌وری خواهد بود؛ مسیری که می‌تواند تئوری اینترنت کوانتومی را به واقعیتی کاربردی و مقیاس‌پذیر تبدیل کند.

دستاورد اخیر دانشگاه نانجینگ تنها یک موفقیت فنی نیست؛ بلکه سنگ‌بنایی است برای عصری جدید از ارتباطات مطمئن و سریع. تا همین اواخر، انتقال اطلاعات به‌صورت کوانتومی چیزی فراتر از آزمایش‌های آزمایشگاهی نبود. اما اکنون، با استفاده از فناوری‌هایی که قابلیت ادغام مستقیم با زیرساخت‌های مخابراتی فعلی را دارند، عملاً اولین نسخه‌های اولیه اینترنت کوانتومی شکل گرفته‌اند. اگر این روند ادامه پیدا کند، در آینده‌ای نه‌چندان دور، ارتباطات دیجیتال نه‌تنها سریع‌تر، بلکه غیرقابل شنود و از نظر نظری، کاملاً ایمن خواهند شد.