دانشمندان نظریه شبکه کوانتومی آینده را تأیید کردند

دانشمندان سرانجام توانستند نظریه‌ی درهم‌تنیدگی کوانتومی اتم‌های بی‌شماری که توسط یک فوتون یکتا آزاد شده‌اند، نشان دهند و ثابت کنند.

نظریه‌ی کوانتومی، درهم‌تنیدگی را پیش‌بینی می‌کند. تعداد بی‌شماری از اتم‌ها می‌توانند به سبب نیروهای کوانتومی، چه در ابعاد بزرگ و چه در ابعاد میکروسکوپی، در هم بپیچند. می‌بینید که واژه‌ی پیش‌بینی را به کار بردیم؛ چرا که تا همین اواخر شواهد محکمی برای این رویداد وجود نداشت. دانشمندان دانشگاه جنوآ توانستند شواهد لازم را برای اثبات این رویداد فراهم کنند و درهم‌تنیدگی ۱۶ میلیون اتم را در در بلوری یک سانتی‌متری نشان دادند.

البته باید گفت دست‌یابی به درهم‌تنیدگی، چالش اصلی فیزیکدانانی که به دنبال اثبات تجربی این مفهوم بودند، نبود. پژوهشگران می‌توانند فوتون‌های درهم‌تنیده را با شکافتن یک فوتون انجام دهند. مشاهده و ثبت این رویداد بود که تاکنون غیر ممکن می‌نمود. فلوریان فرویس، پژوهشگر گروه فیزیک کاربردی، می‌گوید:

مشاهده‌ی مستقیم فرایند درهم‌تنیدگی بین چند میلیون اتم غیر ممکن است؛ زیرا حجم دیتایی که باید جمع‌آوری و تحلیل شود، زیاد است.

بنابراین فرویس و تیم او، فهرست اندازه‌گیری‌هایی را که می‌توانند انجام دهند، تهیه کردند. سپس در میان آن‌ها، به دنبال پارامترهایی گشتند که می‌تواند رویداد موردنظر آن‌ها را ثابت کنند. آن‌ها جهت یکتای نوری که توسط بلور بازنشر شده بود، تنظیم و خصوصیات آماری آن را تحلیل کردند. به این ترتیب، این گروه توانست درهم‌تنیدگی ۱۶ میلیون اتم و نه چند هزار اتم را نشان دهد.

در آینده برای محافظت از دیتا، به شبکه‌ی کوانتومی نیاز خواهیم داشت. زیرا می‌توان در این شبکه‌، یک سیگنال فرستاد و سپس هرگونه تداخل در این سیگنال توسط شخص ثالث را بلافاصله شناسایی کرد. برای دریافت و ارسال چنین سیگنال‌هایی، به تکرارکننده‌های کوانتومی نیاز خواهیم داشت. این تکرارکننده‌ها می‌توانند اتم‌های درهم‌تنیده را، فارغ از فاصله‌ی دور آن‌ها، با رابطه‌ی کوانتومی قوی، یکی کند. این تکرارکننده‌ها بلوک‌های بلوری هستند که تا ۲۷۰ درجه زیر صفر، خنک و با اتم‌های فلزهای خاکی کمیاب غنی شده‌اند. هرگاه فوتونی به این تکرارکننده‌ها وارد شود، درهم‌تنیدگی ایجاد می‌شود.

درهم‌تنیدگی ذرات، قلب انقلاب‌های پیش رو در رایانش کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی است. تمامی این موارد به درهم‌تنیدگی کوانتومی بستگی دارند که این پژوهش آن را به شکل بی‌سابقه‌ای اثبات کرده است.