Take a fresh look at your lifestyle.

مسیر اینترنت کوانتومی هموار می شود

اینترنت کوانتومیتحقیقات اخیر دانشمندان را یک قدم به ساختن شبکه ای که بتواند اطلاعات را به شکل قابل اتکا و کاملا امن در طول فواصل بلند ارسال کند نزدیک تر کرد.

استفن ریتر و همکارانش در موسسه اپتیک کوانتومی مکس‎پلانک در گارچینگ آلمان یک شبکه ابتدایی بین دو نقطه راه اندازی کرده اند. آن ها معتقدند که این دلیلی برای اثبات ایده شان است و می تواند روزی گسترش یافته و برای ایجاد شبکه های اطلاعاتی کوانتومی در مقیاس بزرگ به کار رود. این شبکه امنیت ارسال پیام را از طریق رمزنگاری با استفاده از حالت کوانتومی فوتون ها تامین می کنند.

ریتر در مورد این نوع شبکه ها توضیح می دهد: «این امید وجود دارد که اینترنت کوانتومی تبادل اطلاعات کوانتومی را در مقیاس جهانی مشابه حالتی که امروزه در مورد اطلاعات سنتی وجود دارد میسر سازد».

شبکه اطلاعاتی کوانتومی از نظر علمی بسیار مورد توجه است چرا که مستعد استراق سمع نیست. رمز نگاری کوانتومی، که نخستین بار در سال 1984 توسط چارلز بنت از IBM و گیلز برسارد از دانشگاه مونترآل معرفی شده است و مبتنی بر ارسال اطلاعات کد شده با حالت کوانتومی فوتون هاست، به عقیده ی بسیاری غیر قابل شکستن است.

طبق یک قانون اساسی مکانیک کوانتومی وقتی یک سیستم کوانتومی مورد اندازه گیری قرار می گیرد، طبیعتش دستخوش تغییر می شود. به همین خاطر اطلاعاتی که با خواص کوانتومی ذرات –نظیر قطبش فوتون ها- کد شده اند ارتباط امن بین دو نقطه را امکان‌پذیر می‌سازد. هر گونه استراق سمعی لزوما خواص کوانتومی را به شکل محسوسی تغییر می دهد.

شبکه های اطلاعت کوانتومی اولیه قبلا ساخته شده اند. حداقل 3 شرکت در حال حاضر دارای دستگاه های اطلاعاتی کوانتومی در بازار هستند. در سال 2008 نیز شهر وین اقدام به نصب یک شبکه ی اطلاعات کوانتومی کرد که توسط اتحادیه ی اروپا حمایت می شد. اما در این شبکه ها برخی نقطه ها تنها به عنوان فرستنده ی اطلاعات هستند و برخی دیگر تنها گیرنده.

ریتر و همکارانش نقاط همه منظوره ای ساخته اند که قادر به دریافت، ذخیره سازی و ارسال اطلاعات کوانتومی هستند. آن ها این نقاط را در یک شبکه ی اطلاعات کوانتومی اولیه با استفاده از اتم های روبیدیوم که کمابیش به صورت دائمی در حفره های نوری محصور شده اند ساختند. (حفره های نوری تله های اتمی هستند که در دماهای بسیار پایین که در آن لیزرها برای شکل دهی به اتم ها مورد استفاده قرار می گیرند ساخته می شوند) در این سیستم اطلاعات کوانتومی اتم های روبیدیوم به صورت قطبش فوتون ها کد شده و سپس فوتون ها به عنوان حامل های اطلاعات مورد استفاده قرار گرفتند.

ریتر معتقد است که اتم ها تنهای روبیدیوم حافظه های کوانتومی خوبی هستند و فوتون های منفرد نیز برای انتقال اطلاعات ایده آل می باشند. دو نقطه ی مورد آزمایش 21 متر از هم فاصله داشتند و البته اتصال فیبر نوری بین آن ها بیش از 60 متر طول داشت.

ریتر توضیح می دهد که: «کار بسیار دشوار بود چون اطلاعات کوانتومی بسیار شکننده هستند و برای جلوگیری از تغییر و یا حتی از دست رفتن اطلاعات نیاز به کنترل کامل بر روی تمام اجزای شبکه ی کوانتومی داشتیم.» او اضافه می کند که همکارش گرهارد رمپه ده سال گذشته را صرف توسعه و بهبود سیستم های حفره ای تک اتمی برای ایجاد یک رابطه ی دوطرفه بین ماده و نور کرده است که در نهایت این نمایش اولیه از یک شبکه ی کوانتومی را امکان پذیر ساخته است.

ریتر می گوید که تیمش برای ارتقای تک تک بخش های این سیستم ابتدایی استراتژی خاصی دارد. یک مسیر بدیهی برای بهبود سیستم می تواند گسترش آن باشد به نحوی که از شبکه های دو نقطه ای فراتر رفته و معماری شبکه های پیچیده تر را نیز تحقق بخشد. هدف بلند مدت دیگر گروه نیز ساخت تکرار کننده های کوانتومی مبتنی بر سیستم های حفره ه ای تک اتمی است که ارتباطات کوانتومی در طول مسافت های بلند را مقدور می سازد.

منبع

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.