محققان برای اولین‌ بار تله‌پورت کوانتومی را در کابل‌های فیبر نوری موجود ممکن کردند

تله‌پورت یا دورنوردی کوانتومی می‌تواند ارتباطات تقریباً آنی را در فواصل بسیار دور فراهم کند اما ایجاد چنین ارتباطاتی در کابل‌های نوری مسئله‌ای اساسی است؛ چون فوتون‌های بسیار زیادی در این کابل‌ها وجود دارند و مانع ارتباطات کوانتومی می‌شوند. اکنون مهندسان برای اولین‌ بار نشان دادند چگونه می‌توان تله‌پورت کوانتومی را در کابل‌های فیبر نوری که ترافیک شلوغ اینترنت دارند، ایجاد کرد.

براساس گزارش Tom’s Hardware، مهندسان دانشگاه نورث‌وسترن آمریکا موفق شدند با استفاده از زیرساخت‌های موجود و ارسال داده‌های کوانتومی کنار داده‌های معمولی، زمینه را برای ارتباطات کوانتومی فراهم کنند. محققان تله‌پورت کوانتومی را روی کابل فیبر نوری 30.2 کیلومتری که 400 گیگابیت‌برثانیه ترافیک را حمل می‌کرد، ایجاد کردند. این دستاورد از این بابت مهم است که می‌تواند نیاز به زیرساخت‌های مجزا برای ارتباطات کوانتومی را برطرف کند.

تله‌پورت کوانتومی در کابل‌های فیبر نوری موجود

در سال‌های اخیر توسعه تراشه و کامپیوترهای کوانتومی نظر بسیاری از شرکت‌های فناوری را جذب کرده است؛ برای مثال گوگل ماه گذشته از تراشه کوانتومی Willow رونمایی کرد که سرعت محاسبات آن فوق‌العاده‌ بالاست. به‌طورکلی، اغلب نوآوری‌های دنیای کوانتومی که خبرهایشان را می‌شنویم، بر پایه درهم‌تنیدگی کوانتومی هستند، پدیده‌ای که در آن 2 ذره کاملاً جداگانه حالت‌های کوانتومی خود را (اسپین، قطبش، سطوح انرژی و غیره) را بدون توجه به فاصله فیزیکی به هم انتقال می‌دهند.

اکنون تله‌پورت کوانتومی نیز از همین پدیده استفاده می‌کند. در تله‌پورت، حالت کوانتومی ذره‌ای به ذره‌ای دیگر که جای دیگری قرار دارد، به‌صورت آنی منتقل می‌شود اما مسئله اصلی ایجاد شبکه‌ای جهانی این است که تله‌پورت کوانتومی با زیرساخت‌های فعلی سازگاری دارد یا خیر؛ احتمال تداخل داده‌های کوانتومی با میلیاردها فوتونی که هم‌زمان در یک کابل فیبر نوری ارسال می‌شوند، بسیار زیاد است. همچنین درحالی‌که سیگنال‌های معمولی برای ارتباطات مرسوم معمولاً شامل میلیون‌ها ذره نور می‌شوند، اطلاعات کوانتومی از فوتون‌های منفرد استفاده می‌کنند.

اکنون در پژوهش جدید محققان طول موج‌های خاصی را کشف کردند که در آن چگالی فوتون‌ها در ارتباطات معمولی کمتر بود و طول موج‌ها را برای فوتون‌ها در تله‌پورت کوانتومی مناسب می‌کند. روش‌ها و فیلترهای مختلف محققان برای کاهش نویز و تداخل، به‌صورت بالقوه می‌توانند از جابه‌جایی چندین ترابایت‌برثانیه داده کلاسیک در کنار ارتباطات کوانتومی پشتیبانی کنند.

برای آزمایش روش جدید، محققان از یک کابل فیبر نوری به طول 30 کیلومتر استفاده کردند. سپس هم‌زمان اطلاعات کوانتومی و ترافیک عادی اینترنت را از طریق آن ارسال کردند. درنهایت، کیفیت اطلاعات کوانتومی ارسال‌شده در انتهای کابل را اندازه‌گیری کردند. محققان دریافتند حتی باوجود ترافیک شلوغ اینترنت، اطلاعات کوانتومی با موفقیت مخابره شده است.

یافته‌های این پژوهش در Optica منتشر شده است.