دانشمندان اینترنت کوانتومی را با پروتکل‌های استاندارد اینترنت ممکن کردند_آفتاب وطن

مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا موفق شدند سیگنال‌های کوانتومی را با منفعت‌گیری از کابل‌های فیبر نوری و اتصال اینترنت استاندارد در محیط واقعی شهری انتقال دهند. این مطالعه که در نشریه Science انتشار شده، مشخص می کند اینترنت کوانتومی دیگر تنها یک نظریه نیست و می‌توان از سیستم‌های اینترنتی حاضر برای جابه‌جایی سیگنال‌های کوانتومی منفعت گیری کرد.

ارسال سیگنال‌های اینترنت کوانتومی از طریق فیبر نوری

به گزارش Tom’s Hardware، سیگنال‌های کوانتومی زیاد حساس می باشند و اندازه‌گیری مستقیم آن‌ها علتاز بین رفتن درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌شود و نویز زیاد نیز خواندن آن‌ها را غیرممکن می‌کند. بااین‌حال، محققان موفق شده‌اند این سیگنال‌ها را از طریق همان شبکه پرترافیک اینترنت که سیگنال‌های IP استاندارد از آن عبور می‌کنند، منتقل کنند.

کلید پیروزی در این مسیر، Q-Chip است؛ تراشه سیلیکونی دانشگاه پنسیلوانیا که برای هماهنگی بین سیگنال‌های سنتی و کوانتومی طراحی شده است. این تراشه، که نام آن مخفف Quantum-Classical Hybrid Internet by Photonics است، می‌تواند سیگنال‌های کوانتومی و استاندارد را در یک بسته ترکیب کند و آن‌ها را با پیروزی روی شبکه‌های فیبر نوری شهری بفرستد. تراشه Q-Chip هم قادر به ارسال و هم دریافت سیگنال‌ها است و بدون اندازه‌گیری مستقیم سیگنال‌های کوانتومی، نویز را به‌طور خودکار اصلاح می‌کند.

در محاسبات کوانتومی، برخلاف کامپیوترهای کلاسیک که از ترانزیستور و بیت منفعت گیری می‌کنند، از کیوبیت‌ها منفعت گرفته می‌شود. کیوبیت‌ها با درهم‌تنیدگی کوانتومی قادرند همزمان حالت‌های ۰ و ۱ و ترکیبی از آن‌ها را نمایش دهند. اما اندازه‌گیری سیگنال‌های کوانتومی علتنابودی ویژگی‌های آن‌ها می‌شود. همانند آزمایش ذهنی شرودینگر، ذرات کوانتومی تنها تا زمان مشاهده در حالت برهم‌نهی باقی می‌همانند و بعد از مشاهده به حالت ۰ یا ۱ تبدیل خواهد شد. این ویژگی انتقال سیگنال‌های کوانتومی از طریق اینترنت را چالش‌برانگیز می‌کند.

برای از بین بردن این مشکل، Q-Chip سیگنال کوانتومی را با سیگنال اینترنتی استاندارد مبتنی‌بر نور ترکیب می‌کند. سیگنال استاندارد به‌گفتن موتور مسیریابی عمل می‌کند و سیگنال کوانتومی در کنار آن همانند محموله حرکت می‌کند بدون این که اندازه‌گیری شود. این روش این چنین امکان اصلاح نویز را فراهم می‌کند، چون هر دو تراشه در قسمت ارسال و دریافت، می‌دانند سیگنال استاندارد چطور است و می‌توانند سیگنال کوانتومی را نیز تصحیح کنند.

«لیانگ فنگ»، نویسنده ارشد این مقاله، می‌گوید این تراشه مشخص می کند می‌توان سیگنال‌های کوانتومی را در شبکه‌های تجاری زنده همانند Verizon با همان پروتکل‌های اینترنت کلاسیک مدیریت کرد و این پیشرفت، گامی مهم به‌سوی آزمایش‌های بزرگ‌تر و تشکیل اینترنت کوانتومی عملی است. سیستم Q-Chip قابلیت کار روی شبکه فیبر نوری شهری و دیگر زیرساخت‌های اینترنتی شهرها را دارد، اما برای انتقال موفق سیگنال‌ها در فواصل طویل، تحقیقات بیشتری نیاز است تا ربط کوانتومی بین شهرها و فراتر از آن ممکن شود.