ساده‌سازی پردازش اطلاعات کوانتومی با فوتون‌ها

به گزارش خبرگزاری ایمنا^[2] و به نقل از ساینس دیلی، محققان دانشگاه گریفیت در استرالیا موفق به توسعه روشی نوین برای رمزگذاری اطلاعات کوانتومی در فوتون‌ها شده‌اند که با بهره‌گیری از تداخل هونگ-او-ماندل (HOM) و رمزگذاری زمانی، امکان انتقال داده‌های کوانتومی با پایداری و دقت بالا را فراهم می‌کند.

در این روش، اطلاعات کوانتومی در زمان‌های مختلف ورود فوتون‌ها رمزگذاری می‌شو، تداخل HOM، که زمانی رخ می‌دهد که دو فوتون یکسان به یک تقسیم‌کننده پرتو وارد می‌شوند و به دلیل اثرات کوانتومی به طور همزمان از یک خروجی خارج می‌شوند، به عنوان ابزار اصلی برای اندازه‌گیری دقیق زمان ورود فوتون‌ها بدون نیاز به تجهیزات پیچیده مورد استفاده قرار گرفته است.

با ترکیب این تداخل با تکنیکی به نام «پیاده‌روی کوانتوم» (Quantum Walk)، تیم تحقیقاتی توانسته‌اند سیگنال‌های کوانتومی با ابعاد بالا، موسوم به «کودیت‌ها » (Qudits)، تولید و اندازه‌گیری کنند، کودیت‌ها واحدهای اطلاعات کوانتومی هستند که می‌توانند بیش از دو حالت را به طور همزمان دربرگیرند، که این ویژگی می‌تواند ظرفیت انتقال اطلاعات را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

این دستاورد نه تنها امکان انتقال اطلاعات کوانتومی با دقت بیش از ۹۹ درصد را فراهم کرده است، بلکه نشان داده است که می‌توان بین ویژگی‌های مختلف یک فوتون، همچون قطبش و زمان، درهم‌تنیدگی کوانتومی ایجاد کرد، درهم‌تنیدگی یکی از پدیده‌های کلیدی در مکانیک کوانتومی است که در آن ویژگی‌های دو ذره به گونه‌ای به هم مرتبط می‌شوند که تغییر در یکی بلافاصله بر دیگری تأثیر می‌گذارد.

این پیشرفت می‌تواند راه را برای توسعه فناوری‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر، از جمله ارتباطات امن و شبیه‌سازی‌های پیشرفته کوانتومی، هموار کند، استفاده از رمزگذاری زمانی در فوتون‌ها، به دلیل پایداری و سادگی آن، می‌تواند به عنوان پایه‌ای برای سیستم‌های ارتباطی کوانتومی آینده مورد استفاده قرار گیرد.