اینترنت کوانتومی نویدبخش ارتباطات ایمن، حسگری دقیق و توزیع محاسبات کوانتومی است. میزان پیشرفت به سمت این رویا را اغلب با فاصله ای که اطلاعات کوانتومی از طریق تارهای نوری یا اتصالات ماهواره ای به اشتراک گذاشته می شود می سنجند. محققان اکنون یک جفت حافظه کوانتومی درهم تنیده متصل نوری را به نمایش گذاشته اند که 12.5 کیلومتر از هم فاصله دارند. طولانی ترین جدایی فیزیکی که تاکنون حاصل شده است [1].

خوانندگان همیشگی ممکن است فواصل طولانیتری از اتصالات کوانتومی را به خاطر بیاورند (به عنوان مثال خبر کوتاهِ نشان دادن ارتباطات کوانتومی تحت شرایط واقعی را ببینید). این آزمایش ها شامل ارسال فوتون های درهمتنیده بود. آزمایش های جدید درهمتنیدگی را بین دو قطعه حافظه مبتنی بر اتم ایجاد می کند. ژیائو هویی بائو Xiao-Hui Bao از دانشگاه علم و صنعت چین می گوید: «در روش های قبلی تحقق توزیع درهمتنیدگی با استفاده از ماهواره ها یا تارها، اتصال بیشتر با سایر پیوندها چالش برانگیز است». برعکس، ذخیره‌سازی اطلاعات در حافظه‌های کوانتومی «واسطه ای» برای توزیع درهم‌تنیدگی در شبکه‌ای از پیوندها فراهم می‌کند.

در آزمایش بائو و همکارانش، قطعات حافظه هر دو گازهای اتمی هستند که اطلاعات را به شکل امواج اسپینی برای زمان های نسبتا طولانی (حدود 100 میکرو ثانیه) ذخیره می کنند. اطلاعات قطعه اول روی یک فوتون نوشته می‌شود که فرکانس آن کاهش یافته و بیش از 20 کیلومتر از طریق شبکه تاری تجاری به قطعه حافظه دوم ارسال می‌شود. محققان بر چندین چالش از جمله همزمان سازی لیزرهای پمپ در دو آزمایشگاه دور غلبه کردند.

گام بعدی اضافه کردن یک سیگنال خبررسان (heralding) است که به محققین می گوید چه زمانی درهمتنیدگی ایجاد می شود (روش فعلی شامل پس-انتخاب است که در آن درهمتنیدگی با اندازه گیری ها تأیید می شود). در کار دیگری، یک گروه به صورت جداگانه درهم تنیدگی بین حافظه‌های متصل شده توسط 33 کیلومتر تار را نشان دادند [2]. اما برای آن مطالعه، به جای محیط شهری در نمایش بائو و همکاران، آزمایش در یک محیط آزمایشگاهی روی تار پیچیده بر قرقره انجام شد.

1. Xi-Yu Luo et al., “Postselected entanglement between two atomic ensembles separated by 12.5 km,” Phys. Rev. Lett. 129, 050503 (2022).

2. Tim van Leent et al., “Entangling single atoms over 33 km telecom fibre,” Nature 607, 69 (2022).

منبع:

Distant Memories Entangled

ترجمه خبر: شهره کرمی