کد خبر : 199
تاریخ انتشار : پنجشنبه ۲ اردیبهشت ۱۴۰۰ - ۱۴:۰۹

ایجاد اولین شبکه چند گره ای جهان که ما را به اینترنت کوانتومی نزدیک تر می کند

ایجاد اولین شبکه چند گره ای جهان که ما را به اینترنت کوانتومی نزدیک تر می کند

دانشمندان با ایجاد اولین شبکه کوانتومی چند گره در جهان به اینترنت کوانتومی نزدیک شده اند.محققان مرکز تحقیقات Qutech در هلند موفق به ایجاد سیستمی متشکل از سه گره کوانتومی با توجه به قوانین عجیب مکانیک کوانتوم که بر ذرات زیر اتمی حاکم است ، شدند. این اولین بار است که بیش از دو بیت

دانشمندان با ایجاد اولین شبکه کوانتومی چند گره در جهان به اینترنت کوانتومی نزدیک شده اند.محققان مرکز تحقیقات Qutech در هلند موفق به ایجاد سیستمی متشکل از سه گره کوانتومی با توجه به قوانین عجیب مکانیک کوانتوم که بر ذرات زیر اتمی حاکم است ، شدند. این اولین بار است که بیش از دو بیت کوانتوم (یا کیوبیت هایی که محاسبات را در محاسبات کوانتومی انجام می دهند) به عنوان گره های شبکه با یکدیگر مرتبط می شوند.

محققان انتظار دارند که اولین شبکه های کوانتومی دریچه بسیاری از برنامه های محاسباتی را که دستگاه های کلاسیک امروزی مانند محاسبات سریع و رمزنگاری پیشرفته نمی توانند انجام دهند ، باز کند.

متیو بومبیلی ، عضو تیم تحقیقاتی کیوتک که این شبکه را در دانشگاه دلفت ایجاد کرده است ، گفت: “این به ما امکان می دهد کامپیوترهای کوانتومی را برای افزایش قدرت محاسبات ، ایجاد شبکه های غیر قابل نفوذ و اتصال ساعتهای اتمی و تلسکوپها با سطح هماهنگی بی سابقه ای وصل کنیم.” فناوری در هلند. ما واقعاً نمی توانیم آن را پیش بینی کنیم و ممکن است یکی از آنها الگوریتمی باشد که مثلاً انتخابات را به روشی ایمن برگزار کند. ”

به همان روشی که بیت در یک رایانه سنتی واحد اصلی اطلاعات دیجیتال است ، qubit واحد اصلی اطلاعات کوانتومی است. مانند بیت ، یک کیوبیت ممکن است ۱ یا ۰ باشد ، که نشان دهنده دو حالت مختلف در سیستم است از این دو مورد ، اما این شباهت در اینجا پایان می یابد ، به لطف قوانینی عجیب و غریب برای جهان کوانتوم ، یک کیوبیت ممکن است در یک برهم نهی از هر دو حالت باشد (۱ و ۰) تا لحظه ای که اندازه گیری شود وقتی به طور تصادفی به ۱ یا ۰. این رفتار عجیب و غریب مبنای قدرت محاسبات کوانتومی است ، به کیوبیت ها اجازه می دهد چندین محاسبات را همزمان انجام دهند.

بزرگترین چالش در اتصال این کیوبیت ها به یکدیگر در یک شبکه کوانتومی دستیابی و حفظ روند درهم تنیدگی است (که انیشتین آن را عملی ترسناک از راه دور نامید). این بدان معناست که وقتی دو کیوبیت بهم جفت می شوند ، خصوصیات آنها به گونه ای به هم پیوند می خورند که هر تغییری در یک ذره باعث تغییر در ذره دیگر می شود حتی اگر با فاصله های وسیع از هم جدا شوند.

گره های کوانتومی از بسیاری جهات می توانند به هم متصل شوند ، اما متداول ترین آن این است که کیوبیت های ثابت (که گره های شبکه را تشکیل می دهند) با فوتون ها درگیر می شوند ، قبل از اینکه فوتون ها به سمت یکدیگر شلیک شوند ، و سپس وقتی فوتون ها ملاقات می کنند ، گره می خورند همچنین باعث درهم آمدن کیوبیت ها می شود. آنها با یک فاصله از هم جدا می شوند و هر تغییری در یکی ناگزیر از دیگری خواهد بود.

این درهم آمیختگی به دانشمندان اجازه می دهد تا وضعیت ذره را تغییر دهند ، وضعیت شریک دور خود را که با آن در ارتباط است تغییر دهند و اطلاعات را به طور مثر از شکاف های بزرگ منتقل کنند ، اما حفظ حالت درهم پیچیده کار دشواری است زیرا یک سیستم درهم تنیده همیشه در معرض خطر تعامل است با دنیای خارج و توسط روندی به نام تجزیه نابود می شود. این بدان معناست که گره های کوانتومی ابتدا باید در دمای بسیار سردتر در کولرهای پایدار (کریواستات) نگه داشته شوند تا احتمال تداخل با چیزی خارج از سیستم کاهش یابد. دوم ، فوتون های مورد استفاده در درهم تنیدگی نمی توانند مسافت بسیار طولانی را قبل از پراکنده شدن یا جذب شدن طی کنند ، یعنی سیگنال ارسالی بین دو گره را از بین می برند.

بومبلی با اشاره به فیزیک نظریه عدم تکرار می گوید: “مسئله این است که سیگنال های کوانتومی برخلاف شبکه های کلاسیک قابل تکثیر نیستند.” اگر بخواهید یک کیوبیت را کپی کنید ، نسخه اصلی را از بین خواهید برد. ”

اساساً ، این تئوری بیان می کند که ایجاد آینه از یک حالت کوانتومی ناشناخته غیرممکن است. “این فاصله هایی را که می توانیم سیگنال های کوانتومی را به چند هزار کیلومتر ارسال کنیم محدود می کند ، و اگر می خواهید ارتباط کوانتومی با شخص دیگری در اینجا برقرار کنید در طرف دیگر جهان ، شما باید قرارداد انتقال.

برای حل این مشکل ، تیم شبکه ای از سه گره ایجاد کرد که در آن فوتون ها در واقع گره ای را از کیوبیت در یکی از گره های بیرونی به یکی در گره میانی و به کیوبیت گره میانی منتقل می کنند تا یک حالت درهم پیچیده و یک کیوبیت دیگر بدست آورند. برای ذخیره آن ، و بلافاصله پس از ذخیره گره ای که بین گره خارجی و گره میانی حاصل می شود ، گره میانی گره خارجی دیگر را با کیوبیت اضافی گره می زند و با این کار گره میانی به درهم تنیدگی بین دو کیوبیت می رسد ، درگیر شدن گره های خارجی است.

اما طراحی این چرخش عجیب مکانیکی کوانتومی در روش کلاسیک (عبور رودخانه) از کمترین مشکلات محققان بود. اگرچه مطمئناً عجیب است ، اما ایده خیلی سختی نیست. چالش واقعی این بود که فوتون ها گره خورده و به روش صحیح به سمت گره ها حرکت می کند ، زیرا محققان باید از یک سیستم پیچیده استفاده کنند از آینه ها و نور لیزر ، قسمت بسیار دشوار چالش فناوری کاهش نویز آزار دهنده در سیستم و همچنین اطمینان از این بود که همه لیزرها مورد استفاده برای تولید فوتونها کاملاً هماهنگ شده بودند.

بومبلی گفت: “ما در مورد سه تا چهار لیزر در هر گره صحبت می کنیم ، به این معنی که ۱۰ لیزر ، سه دستگاه خنک کننده پایدار و وسایل الکترونیکی به طور همزمان کار می کنند.”

سیستم سه گره به ویژه مفید است ، زیرا کیوبیت های حافظه به محققان اجازه می دهد تا شبکه را در یک گره به گره درگیر کنند ، نه اینکه یک باره شرایط دشوارتری داشته باشد و پس از دستیابی به این هدف ، اطلاعات می توانند در شبکه ارتباط برقرار کنند.

یکی از مراحل بعدی محققان با شبکه جدیدشان ، بهبود م componentsلفه های اصلی توانایی محاسبات شبکه است تا بتوانند مانند شبکه های رایانه ای معمولی کار کنند ، همه اینها مقیاس رسیدن شبکه کوانتومی جدید را تعیین می کند.

محققان همچنین می خواهند ببینند که آیا سیستم آنها به آنها اجازه می دهد بین دلفت و لاهه ، دو شهر هلند که تقریباً ۱۰ کیلومتر از یکدیگر فاصله دارند ، گره بخورند.

بومبلی گفت: “اکنون گره های ما حدود ۱۰ تا ۲۰ متر از هم فاصله دارند و اگر چیز مفیدی می خواهید ، باید بیشتر جلو بروید و این اولین باری است که ما یک اتصال از راه دور ایجاد می کنیم.”

برچسب ها :

ناموجود
ارسال نظر شما
مجموع نظرات : 0 در انتظار بررسی : 0 انتشار یافته : ۰
  • نظرات ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
  • نظراتی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • نظراتی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.