دانشمندان گامی دیگر به اینترنت کوانتومی نزدیک‌تر شده‌اند

مجله علمی ایلیاد - الماس برای تکنولوژی‌های آینده از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. یکی از این تکنولوژی‌ها، «اینترنت کوانتومی» است. نواقص نقطه‌ای خاصی که در الماس وجود دارند را می‌توان به‌عنوان کوبیت‌ها در نظر گرفت. این نقاط ذرات نوری منفردی که نشان‌دهنده‌ی یک فوتون منفرد هستند را از خود ساطع می‌کنند.

برای اینکه بتوان داده را با نرخ انتقال قابل قبولی در مسیر طولانی در یک شبکه‌ی کوانتومی عبور داد، باید همه‌ی فوتون‌های تولیدی در یک فیبر نوری جمع شوند و بدون اینکه از دست بروند، منتقل شوند. البته باید اطمینان حاصل شود که این فوتون‌ها همگی دارای رنگ یکسانی هستند. رنگ یکسان نشان‌دهنده‌ی فرکانس یکسان فوتون‌های نوری است. تا به امروز، برآورده کردن این الزام غیرممکن می‌نمود.

اخیراً محققین مطالعه‌ی جدیدی در این زمینه انجام داده‌اند که پیشرفت بزرگی در این راه محسوب می‌شود. آن‌ها فوتون‌های ساطع شده از نقاط نقص ناشی از فقدان نیتروژن درون ساختار الماس را تولید کرده‌اند و از یکسان بودن فرکانس فوتون‌های تشخیص داده شده نیز اطمینان حاصل کرده‌اند. دلیل اینکه اکنون دانشمندان توانسته‌اند غیرممکن را ممکن کنند، این بوده است که الماس مورد نظر را به دقت انتخاب کرده‌اند و با روش نانو به آن شکل داده‌اند و استانداردهای مورد استفاده در آزمایش را نیز با دقت رعایت کرده‌اند. با ترکیب این رویه‌ها، نویز ناشی از الکترون‌ها که در گذشته انتقال داده را مختل می‌کرد، کاهش یافته است و فوتون‌ها با فرکانس پایدار تولید شده‌اند.

محققین نشان داده‌اند که به کمک روش پیشنهادی آن‌ها می‌توان سرعت انتقال داده بین دو سیستم کوانتومی را تا ۱۰۰۰ برابر وضعیت کنونی افزایش داد. بنابراین می‌توان ایجاد اینترنت کوانتومی را در دسترس دانست.

ساختارهایی که معمولاً در این مطالعات مورد استفاده قرار می‌گیرند، ۱۰۰۰ برابر نازک‌تر از موی انسان هستند. به همین خاطر در فرآیند تولید این نانوساختارها، عموماً سطح مواد در اندازه‌های اتمی دچار آسیب شده و به این ترتیب، الکترون‌های آزاد تولید شده و نویز ایجاد می‌کنند. در مطالعه‌ی کنونی از ساختارهای الماسی استفاده شده که میزان ناخالصی ناشی از اتم‌های نیتروژن درون آن نسبتاً زیاد بوده است. به این ترتیب، منابع تولید نورهای کوانتومی در معرض نویز ناشی از الکترون‌های سطحی قرار نگرفته‌اند.

به هر حال فرآیندهای فیزیکی موجود در انتقال داده‌های کوانتومی باید با جزئیات بیشتری مورد مطالعه قرار گیرند تا بتوان امیدوار بود که در آینده نزدیک از اینترنت کوانتومی استفاده خواهیم کرد.

نتایج این مطالعه را مجله‌ی Physical Review X منتشر کرده است.