چرا انتقال کوانتومی اطلاعات اهمیت دارد؟  

در روز های گذشته سومین انتقال امن اطلاعات از طریق فناوری کوانتومی بین برج میلاد و سازمان انرژی اتمی با موفقیت انجام شد.

اما انتقال اطلاعات کوانتومی به چه معناست و چه اهمیتی دارد؟ - خبرگزاری میزان _ آنا نوشت: انتقال داده ها، هم در مقیاس بزرگ و هم در مقیاس کوچک، ستون فقرات جامعه اطلاعاتی مدرن را تشکیل می دهد.

در اینترنت، داده ها بین کامپیوتر های سراسر جهان رد و بدل می شود، در سال های اخیر این انتقال اغلب با استفاده از کابل های فیبر نوری انجام گرفته است.

از سوی دیگر اطلاعات در درون کامپیوتر باید بین پردازنده های مختلف رفت و برگشت داشته باشد.

تبادل قابل اعتماد داده ها در فناوری های جدید بسیار مهم است و فناوری های کوانتومی که در حال حاضر در حال توسعه هستند قابلیت پیاده سازی دارند.

دوشنبه شب اتفاقی بزرگ در حوزه علم کشور رخ داد و سومین آزمایش انتقال امن اطلاعات از طریق فناوری کوانتومی بین برج میلاد و سازمان انرژی اتمی با موفقیت انجام شد تا گام بلندی در انقلاب دوم فناوری توسط دانشمندان بزرگ کشورمان رقم بخورد.

اطلاعات به لطف این فناوری بدون هیچ فاصله زمانی و به صورت امن منتقل خواهند شد.

به عبارت دیگر، دانشمندان کشورمان موفق شده اند اطلاعات کوانتومی را با فشار یک دکمه و با اطمینان بالا، بین بیت های کوانتوم با فاصله بیش از یک کیلومتر انتقال دهند.

پرواز بیت های کوانتومی ویژگی اصلی فناوری های اطلاعاتی کوانتومی، کامپیوتر های کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی استفاده از بیت های کوانتوم یا کیوبیت به عنوان واحد ابتدایی اطلاعات است.

کیوبیت ها متفاوت از بیت های معمول هستند و ضرورتی ندارد صرفاً مقدار 0 یا 1 داشته باشند بلکه حالت های به اصطلاح فوق العاده ای به خود می گیرند.

این امر از یک طرف امکان ساخت کامپیوتر های بسیار قدرتمندی را فراهم می کند که از این حالت های فوق العاده برای انجام محاسبات کارآمدتر و سریع تر از کامپیوتر های عادی استفاده می کنند.

از طرف دیگر، این اطلاعات بسیار حساس هستند و به سادگی با استفاده از تکنیک های مرسوم قابل انتقال نیستند.

سختی ماجرا اینجا است که یک کیوبیت ثابت ابتدا باید به یک کیوبیت اصطلاحاً پروازی ، به عنوان مثال فوتون تبدیل شود و سپس پس از دریافت مجدداً به یک کیوبیت ثابت دیگر تبدیل شود.

در جهان تنها چند سال است که محققان توانسته اند حالت کوانتومی یک اتم را به این طریق منتقل کنند و تاکنون تنها شش کشور موفق به انجام چنین کاری شده اند؛ بنابراین تلاش پژوهشگران کشورمان از این لحاظ بسیار ارزنده محسوب می شود.

آن ها هم اکنون موفق شده اند که انتقال یک کیوبیت حالت جامد ابررسانا را به یک کیوبیت دیگر را در فاصله ای دور تحقق بخشند.

به طور معمول فیزیکدانان برای انجام این کار با استفاده از یک کابل کواکسیال از نوعی که برای اتصال به آنتن نیز استفاده می شود، دو کیوبیت ابررسانا را به هم متصل می کنند.

ابتدا حالت کوانتومی کیوبیت اول که با تعداد جفت الکترون ابررسانای موجود در آن تعریف می شود (که به جفت کوپر نیز معروف است)، با استفاده از پالس های مایکروویو کاملاً کنترل شده، به صورت یک فوتون به یک تشدیدکننده منتقل می شود.

آن فوتون از طریق تشدیدکننده دوم با پالس های مایکرویو پرواز می کند و یک بار دیگر، حالت کوانتومی خود را به صورت کیوبیت درمی آورد.

قطعیت و احتمال نکته مهم این است که انتقال حالت کوانتومی قطعی است به این معنی که با فشار یک دکمه کار می کند.

مشکلی که در آزمایش های سایر نقاط جهان گهکاه مشاهده می شود این است انتقال حالات کوانتومی تنها گاهی اوقات انجام می شود.

تاکنون در جهان یکی از روش های حل مشکل این بوده است که هر زمان انتقال به درستی انجام نگرفت، تلاش دوباره انجام گیرد که به طور بدیهی روشی غیرقابل اتکا است.

نباید فراموش کرد مزیت اصلی روش کوانتومی سرعت آن است؛ بنابراین دستیابی به فناوری ارسال قطی اطلاعات دستاوردی بسیار بزرگ است چرا که پس از پیروزی کوانتومی گوگل در سال گذشته برای اصحاب فناوری آشکار شد که صنعت فناوری دیجیتال در تمام رده ها در آینده نه چندان دور به کوانتوم وابسته خواهد بود.

انتقال کوانتومی برای کامپیوتر های کوانتومی با توجه به اینکه رییس سازمان انرژی اتمی این آزمایش را سومین انتقال امن اطلاعات با فناوری کوانتومی نامیده است می توان حدس زد که گام بعدی محققان داخلی تلاش برای تعبیه هم زمان فرستنده و گیرنده در یک مکان خواهد بود تا امکان تعامل بین جفت های کیوبیتی مقدور شود.

چنین فرایندی برای رد و بدل شدن اطلاعات در پهپاد ها و ماهواره ها و همچنین کامپیوتر های کوانتومی بزرگ که بی شک طی چند سال آینده ساخته خواهند شد مفید است.

تاکنون انتقال حجم بالای کیوبیت به سادگی انجام نشده است، اما برای استفاده از مزایای یک کامپیوتر کوانتومی باید انتظار چنین چیزی را داشت.

در حالات شبکه ای نیز، ماژول های برنامه کوانتومی دقیقاً مانند خوشه های کامپیوتر های مجزا که امروزه استفاده می شود می توانند با استفاده از تکنیک والراف (Wallraff) به یکدیگر متصل شوند.

مسافت انتقال کوانتومی داخل کشور که در حال حاضر بیش از یک کیلومتر است قطعاً می تواند افزایش یابد.

با وجود اینکه کشورمان تنها از سال 1395 فعالیت های جدی در حوزه کوانتوم را آغاز کرده است، اما در این مدت کوتاه به پیشرفت چشم گیری رسیده است.

بیشتر بخوانید: : انتشار مطالب و اخبار تحلیلی سایر رسانه های داخلی و خارجی لزوماً به معنای تایید محتوای آن نیست و صرفاً جهت اطلاع کاربران از فضای رسانه ای منتشر می شود.

کلید واژه ها: اطلاعات - کوانتومی - انتقال - فناوری کوانتومی - فناوری - کامپیوتر - سازمان انرژی اتمی - جامعه اطلاعاتی - داده - انتقال داده - اهمیت - انرژی اتمی - ستون فقرات - برج میلاد - فیبر نوری - پردازنده - اطلاعاتی - خبرگزاری - قابل - بزرگ - استفاده - موفقیت - آزمایش - دوشنبه - اعتماد - قابلیت - سازمان - توسعه - جامعه - مختلف