پژوهشگران موسسه مکس پلانک با دستیابی به درهم‌تنیدگی کوانتومی برای 14 فوتون به رکورد جدیدی در این زمینه دست پیدا کردند. این مهم نه تنها در زمینه رایانش کوانتومی به کار می‌آید، بلکه می‌تواند برای ارتباطات کوانتومی هم استفاده شود.
محققان موسسه مکس پلانک یک اتم روبیدیوم را در یک حفره اپتیکال قرار دادند تا آن را با ذرات نور بمباران کنند و بازتاب امواج الکترومغناطیسی را به دست بیاورند. زمانی که این اتم با لیزری با یک فرکانس خاص هدف قرار بگیرد، خصوصیت آن به دلخواه تغییر می‌کند. سپس یک پالس کنترلی جداگانه به آن تابانده می‌شود تا فوتونی را منتشر کند که با این اتم درهم‌تنیده است.
آن‌گاه این فرآیند آن‌قدر تکرار می‌شود تا زنجیره کاملی از فوتون‌ها به وجود آید که با یکدیگر درهم‌تنیده‌اند. بین هر انتشار خود اتم چرخانده می‌شود و همین اتفاق به درهم‌تنیده شدن این 14 فوتون کمک می‌کند.
محققان ادعا می‌کنند که دستاورد آن‌ها نه تنها بیشترین تعداد درهم‌تنیدگی فوتون‌ها با یک اتم در آزمایشگاه را حاصل کرده، بلکه بهینه‌ترین شیوه انجام این کار به حساب می‌آید و نرخ بهینگی منبع-به-شناسایی آن 43 درصد است.
به عبارت ساده‌تر، محققان توانسته‌اند به ازای هر فشار دکمه‌ای که منجر به شلیک لیزر می‌شود، یک فوتون نور تولید کنند که قادر به استفاده در کاربردهای خاص است. این دستاورد مشکل بلندمدتی را حل می‌کند که در مسیر رایانش مقیاس‌پذیر و قابل اندازه‌گیری کوانتوم وجود داشت.
درهم‌تنیدگی 14 فوتون در این روش شاید در مقایسه با سایر روش‌ها کم به نظر برسد. اما در سایر شیوه‌ها، فوتون‌ها به‌صورت تصادفی ساخته می‌شوند و نمی‌توان آن‌ها را دسته‌بندی کرد. با توجه به این که در روش حاضر فقط از یک اتم استفاده می‌شود، محققان می‌توانند کنترل بیشتری روی تولید فوتون‌ها داشته باشند و از آن‌ها در کارهای مختلف کوانتومی استفاده کنند.
این تحقیق افزون بر کمک به رایانش کوانتومی، می‌تواند در زمینه ارتباطات کوانتومی به کار آید که در آن اطلاعات از طریق فیبر نوری منتقل می‌شود و مستعد شنود نخواهد بود. این روش به اطلاعات کوانتومی اجازه می‌دهد از طریق فوتون‌های درهم‌تنیده ارسال شوند. با این کار نه تنها به خاطر از دست دادن مقدار خاصی نور مشکی برایشان پیش نمی‌آید، بلکه ایمنی ارتباطات هم بیشتر می‌شود.
نتایج این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
اگر دوست داشتید می‌توانید این مطلب را با دوستان خود در شبکه‌های اجتماعی به اشتراک بگذارید.
