گامی بزرگ به سوی اینترنت کوانتومی: اتصال کامپیوترها تا فاصله 2000 کیلومتر

پیشرفت تاریخی در اتصال کامپیوترهای کوانتومی

پژوهشگران دانشگاه شیکاگو به موفقیتی بی سابقه دست یافتند که ما را یک گام به اینترنت کوانتومی جهانی نزدیک تر می کند. آنها روشی توسعه داده اند که حداکثر فاصله اتصال کامپیوترهای کوانتومی را از چند کیلومتر به 2000 کیلومتر افزایش می دهد.

تا پیش از این، اتصال کامپیوترهای کوانتومی به دلیل ناپایداری حالت های کوانتومی، تنها محدود به چند کیلومتر بود. برای مثال، اتصال یک کامپیوتر کوانتومی در محوطه دانشگاه به یک برج در مرکز شهر غیرممکن بود. اکنون، با روش جدید، همان کامپیوتر می تواند به دستگاهی در ایالت یوتا متصل شود و ارتباطی بی سابقه ایجاد کند.

افزایش فاصله اتصال و زمان همدوسی کوانتومی

پیشرفت اخیر به لطف افزایش چشمگیر «زمان همدوسی کوانتومی» حاصل شده است. برای ایجاد شبکه های پرسرعت کوانتومی، اتم ها باید درهم تنیده شده و حالت کوانتومی شکننده خود را حفظ کنند. هرچه زمان همدوسی طولانی تر باشد، امکان اتصال کامپیوترها در فاصله های بیشتر فراهم می شود.

محققان موفق شدند زمان همدوسی اتم های اربیوم را از 0.1 میلی ثانیه به بیش از 10 میلی ثانیه افزایش دهند. این پیشرفت 200 برابری، امکان اتصال در فاصله 2000 کیلومتر را فراهم کرده است. در نمونه ای دیگر، زمان همدوسی به 24 میلی ثانیه رسید که به طور نظری، اتصال تا فاصله 4000 کیلومتر را ممکن می کند؛ فاصله ای معادل مسیر شیکاگو تا کلمبیا.

تکنیک ساخت کریستال ها؛ از ذوب سنتی تا برآرایی پرتو-مولکولی

نکته مهم این تحقیق، تغییر روش ساخت کریستال های مورد نیاز برای درهم تنیدگی کوانتومی است. محققان از مواد متفاوتی استفاده نکرده اند، بلکه روش ساخت را بازتعریف کردند.

روش سنتی Czochralski مشابه ریختن مواد در دیگ ذوب و سرد کردن آن برای شکل گیری کریستال بود. این روش ناخالصی هایی ایجاد می کرد که همدوسی کوانتومی را محدود می کردند.

در مقابل، روش جدید موسوم به برآرایی پرتو-مولکولی (MBE) شبیه چاپ سه بعدی است. در این روش، لایه های نازک مواد اسپری شده و کریستال اتم به اتم ساخته می شود. نتیجه، کریستالی با خلوص بالا و همدوسی کوانتومی فوق العاده است. این روش هرچند شناخته شده است، اما پیش تر برای ساخت این نوع مواد خاکی کمیاب استفاده نشده بود

پیامدها برای اینترنت کوانتومی

این پیشرفت، امکان ایجاد شبکه های کوانتومی گسترده در سطح ملی و حتی جهانی را فراهم می کند. اتصال کامپیوترهای کوانتومی در فاصله های هزار کیلومتری، راه را برای انتقال اطلاعات با امنیت بی نظیر و سرعت فوق العاده باز می کند.

به کمک این تکنیک، می توان شبکه های کوانتومی مقاوم تر، سریع تر و با پوشش جغرافیایی وسیع تر ایجاد کرد. این دستاورد گام مهمی در مسیر اینترنت کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی و فناوری های پیشرفته محاسباتی است.

پژوهش دانشگاه شیکاگو، نشان دهنده پیشرفت شگفت انگیز در اتصال کامپیوترهای کوانتومی است. افزایش زمان همدوسی و توسعه روش MBE، امکان برقراری ارتباط بین کامپیوترها در فاصله های هزار کیلومتری را فراهم کرده است.

این دستاورد، دریچه ای به اینترنت کوانتومی جهانی و ایجاد شبکه های امن و پرسرعت می گشاید. آینده ای که پیش تر رویایی محال به نظر می رسید، اکنون به واقعیت نزدیک تر شده است.