طور العلماء في جامعة أكسفورد طريقة لتوليد أقصر نبضة على الإطلاق للفوتون الواحد عن طريق إزالة تداخل التشابك الكمي. تحطم هذه التجربة الرقم القياسي السابق لأقصر نبض للفوتون الواحد ؛ فوتون أكسفورد أقصر 50 مرة. في حين أن هذا يبدو رائعًا ، ما هو كل هذا الضجيج؟ كيف يمكن لهذه الجزيئات الكهرومغناطيسية الدقيقة أن تكون ذات فائدة؟ بكلمتين: الاحصاء الكمية. وفي ثلاث كلمات إضافية: اتصالات الأقمار الصناعية الكمومية…
تشابك الكم هو وضع صعب في الكلمات. باختصار: إذا تم امتصاص الفوتون بنوع من المواد ، فيمكن إعادة إطلاق فوتونين. هذان الفوتونان يتمتعان بطاقة أقل من الفوتون الأصلي ، لكنهما يصدران من نفس المصدر وبالتالي متشابك. هذا الزوج المتشابك مرتبط بشكل وثيق. بغض النظر عن المسافة التي يتم فصلها. إذا تم تغيير الحالة الكمية لأحدهما ، فإن الآخر سيختبر هذا التغيير. من الناحية النظرية ، بغض النظر عن المسافة الفاصلة بين هذه الفوتونات ، فإن التغيير الكمي لأحدهما سوف يتم توصيله إلى الآخر فورا. أطلق آينشتاين على هذه الظاهرة الكمومية "عمل مخيف عن بعد"ولم يعتقدوا أن ذلك ممكن ، لكن التجربة أثبتت عكس ذلك.
لذا ، في نشرة حديثة ، تحاول مجموعة أكسفورد إزالة حالة الفوتونات المتشابكة ، هذه التجربة لا تتعلق باستخدام هذا "الإجراء المخيف" ، بل للتخلص منه. هذا لإزالة التداخل الناتج عن اكتشاف زوج من الفوتون. بمجرد اكتشاف أحد التوائم ، يتم تغيير الحالة الكمية للآخر ، مما يلوث الإشارة. إذا كان من الممكن إزالة هذا التأثير ، يمكن إنشاء فوتونات "نقية" قصيرة المدى ، مما يبشر بمرحلة جديدة من الحوسبة الكمومية. إذا كان لدى العلماء فوتونات مفردة متطابقة ومحددة للغاية تحت تصرفهم ، فيمكن حمل معلومات دقيقة للغاية دون تدخل من الطبيعة الغريبة لفيزياء الكم.
“تقلل تقنيتنا من آثار هذا التشابك ، مما يمكننا من إعداد فوتونات مفردة متسقة للغاية ، وعلى حد علمنا ، لها أقصر مدة لأي فوتون تم إنشاؤها على الإطلاق. ليس هذا فقط نظرة رائعة على الفيزياء الأساسية ولكن التوقيت الدقيق والسمات المتسقة لهذه الفوتونات تجعلها أيضًا مثالية لبناء بوابات المنطق الكمومي الفوتوني وإجراء التجارب التي تتطلب أعدادًا كبيرة من الفوتونات المفردة. " - بيتر موسلي ، باحث مشارك ، جامعة أكسفورد.
تسلط مدونة جامعة أكسفورد التي تورد هذه الأخبار الضوء على مدى فائدة هذه الفوتونات الفاصلة في الحوسبة الكمومية ، كما يمكن أن تكون الاتصالات الكمية في الفضاء عاملاً مساعدًا رئيسيًا. تخيل إرسال نبضات من الفوتونات المتطابقة الكمومية عبر الفضاء ، إلى الأقمار الصناعية في البداية ، وبعد ذلك من خلال الفضاء بين الكواكب. سيكون لدى علماء الفضاء مورد قوي للغاية بحيث يمكن إرسال البيانات على الرغم من الفراغ ، المشفر في عدد صغير من الفوتونات ، التي لا يمكن فك شفرتها لكل شيء بخلاف وجهتها ...
المصدر: جامعة أكسفورد
