تله‌پورت(فرابرد) کوانتومی تجربی امواج مایکروویو در حال انتشار

حوزه ارتباطات کوانتومی تجربی روش‌هایی را برای تبادل اطلاعات کارآمد و امن حالت‌های کوانتومی نوید می‌دهد. امکان انتقال اطلاعات کوانتومی سنگ بنای حوزه نوظهور ارتباطات و محاسبات کوانتومی را تشکیل می دهد. پیشرفت‌های اخیر در محاسبات کوانتومی با مدارهای ابررسانا، تقاضا برای کانال‌های ارتباطی کوانتومی بین پردازنده‌های ابررسانا را که در فضا در فرکانس‌های مایکروویو از هم جدا شده‌اند، ایجاد می‌کند. برای دنبال کردن این هدف، کریل جی. فدوروف و تیمی از دانشمندان در آلمان، فنلاند و ژاپن، فرابرد کوانتومی بدون قید و شرط را برای انتشار حالت‌های مایکروویو همدوس(state coherent) در فاصله42 سانتی متر نشان دادند. محققان به فیدلیتی(میزان شباهت حالت اولیه ارسالی و نهایی دریافت شده) 0.689 =F دست یافتند که از آستانه قبلی فراتر رفت. در این آزمایش موفقیت‌آمیز حالت کوانتومی فرابرد شده تا حد خوبی بدون تغییر باقی ماند تا راه به سوی امنیت در ارتباطات کوانتومی مایکروویو باز شود.

 فرابرد کوانتومی: چشم‌انداز ارتباطات کوانتومی، مبتنی بر ارائه راه‌های کارآمد و بدون قید و شرط برای تبادل اطلاعات با کاوش در قوانین کوانتومی فیزیک است. فرابرد کوانتومی(teleportation quantum) یک پروتکل نمونه است که با استفاده از درهم‌تنیدگی کوانتومی و ارتباطات کلاسیک به‌عنوان منابع ، امکان انتقال ایمن حالت‌های کوانتومی ناشناخته را فراهم می‌کند. پیشرفت اخیر در محاسبات کوانتومی با مدارهای ابررسانا منجر به ارتباط کوانتومی بین فرآیندهای ابررسانای فضایی جدا شده در فرکانس‌های طول مایکروویو شده است. روش های دستیابی به این وظیفه ارتباطی شامل انتشار دو حالت فشرده است. امواج مایکروویو (TMS) برای درهم‌تنیدگی کیوبیت‌های راه دور و حالت‌های مایکروویو از راه دور برای اتصال بین سیستم‌های ابررسانای راه دور استفاده می‌شوند. فدوروف و همکاران فرابرد کوانتومی حالات مایکروویو منسجم را در فاصله 42 سانتی‌متر نشان دادند تا یک ویژگی کلیدی برای شبکه‌های محلی کوانتومی مایکروویو آینده و محاسبات کوانتومی مدولار ارائه ‌دهند. چشم انداز به این ترتیب، فدروف و همکارانش موفق شدند یک پروتکل فرابرد کوانتومی با انتشار امواج مایکروویو را در یک محیط برودتی در فاصله 0.42 سانتی‌متری پیاده‌سازی کنند. در طول آزمایش‌ها،آن‌ها برای تولید و کنترل سیگنال‌های کوانتومی که آن‌ها را کاملاً با مدارهای ابررسانای کوانتومی دیگر سازگار می‌کرد، منحصراً به دستگاه‌های پارامتری ابررسانای معمولی آلومینیوم-نیوبیوم متکی بودند. نتایج توسعه یافته در این مطالعه همراه با پیشرفت های فنی دیگر می‌تواند شبکه‌های کوانتومی را بین رایانه های ابررسانا در دسترس قرار دهد. این آزمایش‌ها، راه را در رژیم مایکروویو مناسب به سمت ابررایانه‌های کوانتومی ابررسانا برای کشف مزایای ارتباط کوانتومی ایمن هموار می‌کنند.

لینک خبر: https://phys.org/news/2022-01-experimental-quantum-teleportation-propagating-microwaves.html