โดย ชาร์ลี วู้ด เผยแพร่เมื่อ 10 มิถุนายน 2021การสาธิตนวนิยายสองเรื่องนํากระดูกสันหลังของอินเทอร์เน็ตควอนตัมผู้ทําซ้ําควอนตัมเข้ามาใกล้อีกเล็กน้อยPhysicists take steps toward a quantum internet with a new way to link light particles.นักฟิสิกส์ก้าวไปสู่อินเทอร์เน็ตควอนตัมด้วยวิธีใหม่ในการเชื่อมโยงอนุภาคแสง (เครดิตภาพ: มาร์คกระเทียม / ห้องสมุดภาพวิทยาศาสตร์ผ่าน Getty ภาพ)
เมื่อสารตั้งต้นของอินเทอร์เน็ตในปัจจุบันมีข้อความแรกในปี 1969 คอมพิวเตอร์คลาสสิกที่คล่องแคล่ว แต่ใช้งานได้มีมานานหลายทศวรรษแล้ว ตอนนี้นักฟิสิกส์กําลังออกแบบหัวข้อตัวอ่อนของอินเทอร์เน็ตใหม่ทั้งหมดสําหรับการเคลื่อนย้ายและจัดการข้อมูลประเภทที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง:
บิตควอนตัมหรือ “qubit” และคราวนี้พวกเขาไม่ได้รอให้คอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้องมีอยู่ก่อน
ขณะนี้สองทีมได้แสดงให้เห็นถึงวงดนตรีของเทคโนโลยีที่จําเป็นในการสร้างกระดูกสันหลังของเครือข่ายดังกล่าว – อุปกรณ์ที่เรียกว่าควอนตัมทวนเตอร์ นักวิจัยจัดการเป็นครั้งแรกที่จะใช้อนุภาคแสงเพื่อผูกผลึกสองผลึกคั่นด้วยสิบเมตรเป็นระบบกลควอนตัมเดียวและตรวจสอบการเชื่อมต่อด้วยวิธีง่ายๆ การทดลองคาดการณ์อนาคตที่สถาบันทั่วโลกสามารถใช้ประโยชน์จากการเชื่อมต่อที่แปลกประหลาดที่เรียกว่าการพัวพัน ”นี่เป็นขั้นตอนใหม่สําหรับการประยุกต์ใช้ควอนตัมทวน” Julien Laurat นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยซอร์บอนน์ในฝรั่งเศสซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัย
ที่เกี่ยวข้อง: อินโฟกราฟิก: การพัวพันควอนตัมทํางานอย่างไร
เสาหลักของเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัมหนึ่งคือ qubit ซึ่งเป็นระบบ (เช่นอนุภาค) ที่มีอยู่ในการรวมกันของสองรัฐที่เรียกว่า “การซ้อนทับ” พฤติกรรมที่หลากหลายของ qubit เมื่อเทียบกับบิตคลาสสิก (ซึ่งสามารถมีอยู่ได้เพียง 0 หรือ 1) ช่วยให้สามารถคํานวณโหมดใหม่ได้ค่อนข้างเหมือนกับว่าการตายหกด้านนั้นเหมาะกับเกมที่แตกต่างจากเหรียญสองด้าน
ในการทดลองเมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) และสถาบันวิทยาศาสตร์โฟโตนิก (ICFO) ในสเปนใช้โฟตอนหรืออนุภาคแสงเพื่อสร้าง qubits การทดลองที่ผ่านมามักจะเก็บข้อมูลโฟตอนในเมฆก๊าซที่ควบคุมด้วยเลเซอร์อย่างแม่นยํา แต่นักวิจัย USTC และ ICFO ได้พัฒนาฮาร์ดไดรฟ์ควอนตัม “โซลิดสเตต” ชนิดใหม่: ผลึกแก้วที่เต็มไปด้วยหรือ “ยาสลบ” ด้วยไอออนของโลหะหายาก ไอออนใช้สถานที่ของก๊าซในการทดลองก่อนหน้านี้และแก้วถือพวกเขาในสถานที่
”คุณสามารถคิดว่าผลึกยาสลบของเราเป็นเมฆแช่แข็งได้มาก” Samuele Grandi นักฟิสิกส์ ICFO
ที่ทํางานในการทดลองอย่างใดอย่างหนึ่ง เมื่อโฟตอนเข้าสู่ผลึกมันจะชนเข้ากับไอออน (ซึ่งนักวิจัยได้เตรียมการอย่างรอบคอบเพื่อตอบสนองต่ออนุภาคที่เข้ามา) และถ่ายโอนพลังงานไปยังพวกเขา ในช่วงเวลานั้นผลึกกําลังถือควอนต์ของโฟตอนและทําหน้าที่เป็นหน่วยความจําควอนตัมซึ่งเป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลสําหรับข้อมูลควอนตัม
การเชื่อมต่อที่น่ากลัวเสาที่สองของการสื่อสารควอนตัมคือการเชื่อมโยงที่ไม่มีตัวตนที่เรียกว่าการพัวพันซึ่งอนุภาคสองอนุภาคหรือกลุ่มของอนุภาคทําหน้าที่เป็นระบบเดียวแม้ในขณะที่แยกจากกันด้วยระยะทางไกล ปรากฏการณ์นี้อยู่ที่หัวใจของอินเทอร์เน็ตควอนตัม yoking อุปกรณ์ควอนตัมมากเป็นสายเคเบิลใยแก้วนําแสงและคลื่นวิทยุเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์คลาสสิก เครือข่ายควอนตัมสามารถยืดได้ไกลเท่าที่หนึ่งสามารถพัวพันความทรงจําควอนตัมและไม่ไกลออกไป
ปัญหาคือซึ่งแตกต่างจากบิตบนฮาร์ดไดรฟ์กฎ ironclad ของกลศาสตร์ควอนตัมห้ามการคัดลอกและถ่ายทอด qubits ในหน่วยความจําควอนตัม (คุณสมบัติที่ช่วยให้ข้อความควอนตัมในทางทฤษฎีแฮ็คหลักฐาน) เพื่อเอาชนะอุปสรรคนี้นักวิจัยจินตนาการถึงความทรงจําควอนตัมโซ่เดซี่ร่วมกับผู้ทําซ้ํา ตัวอย่างเช่นความทรงจําที่พัวพันระหว่างบอสตันและวอชิงตัน D.C. หนึ่งอาจพัวพันกับความทรงจําในบอสตันกับความทรงจําในนิวยอร์กทวนและตัวทําซ้ํานิวยอร์กกับวอชิงตันดี.Cความทรงจํา
Grandi และผู้ร่วมงานของเขาได้ก้าวไปสู่อุปกรณ์ดังกล่าว อุปกรณ์ของพวกเขาเริ่มต้นด้วยอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายเลเซอร์สองเครื่องซึ่งแต่ละด้านสามารถผลิตโฟตอนที่พัวพันกันได้ แม้แต่ขั้นตอนแรกนี้ก็เป็นความท้าทายโดยอุปกรณ์แต่ละเครื่องมีโอกาสเพียง 1 ใน 1,000 ที่จะทําเช่นนั้น
แต่ด้วยความเพียรในที่สุดอุปกรณ์หนึ่งจะยิงโฟตอนคู่ โฟตอนตัวหนึ่งตรงเข้าไปในหน่วยความจําควอนตัมที่สอดคล้องกัน (แก้วโดป) และอีกอันหนึ่งจะแข่งกับสายเคเบิลใยแก้วนําแสง ครึ่งทางระหว่างอุปกรณ์ทั้งสอง (และความทรงจําของพวกเขา) โฟตอนนี้วิ่งเข้าไปในตัวแยกลําแสงซึ่งเป็นวัสดุที่ช่วยให้โฟตอนผ่านครึ่งหนึ่งของเวลา นั่นคือที่ที่เวทย์มนตร์ควอนตัมเกิดขึ้น เมื่อ Grandi และผู้ร่วมงานของเขาเห็นโฟตอนโผล่ออกมาจากตัวแยกลําแสงพวกเขาไม่รู้ว่ามันมาจากด้านขวาหรือด้านซ้าย ดังนั้นพวกเขาจึงไม่รู้ว่าโฟตอนคู่ครองอาศัยอยู่ในหน่วยความจําทางด้านขวาหรือหน่วยความจําทางด้านซ้าย กลศาสตร์ควอน
credit : attributionnoncommercialtv.com, benamatirecruiters.com, blisterama.com, bloggerannelerbloggerbabalar.com, boathammer.com, bradishenterprises.com, cameronbrownmusic.com, cateringiperqueno.com, chargersjerseyproshop.com, clockhousereview.com
