پژوهشگران آلمانی درهم تنیدگی کوانتومی دو اتم را از فاصله ۳۳ کیلومتری که با فیبر نوری به یکدیگر متصل شده بودند، نشان دادند. چنین فاصله ای، رکورد جدیدی برای این نوع ارتباط بوده و پیشرفتی در جهت توسعه اینترنت کوانتومی سریع و ایمن است.

به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا، به نقل از نیواطلس، درهم تنیدگی کوانتومی پدیده عجیبی است که در آن، دو ذره می توانند به طرز جدایی ناپذیری به یکدیگر متصل شوند طوری که بررسی یکی از آنها وضعیت ذره دیگر را فاش می کند. نکته عجیب دیگر این است که ایجاد در یک ذره بلافاصله موجب ایجاد تغییر در ذره دیگر می شود و تفاوتی ندارد که این دو ذره چه قدر از هم دور باشند. این مساله به این مفهوم منجر می شود که اطلاعات می توانند سریع تر از سرعت نور ازراه دور منتقل شوند. ایده ای که حتی برای اینشتین که این پدیده را با عنوان ” کنش شبح وار از راه دور” (spooky action at a distance) توصیف می کرد، بیش از حد بزرگ بود.

علیرغم آن که درهم تنیدگی کوانتومی از نظر ظاهری نا ممکن به نظر می آید، با اینحال بطور مداوم در آزمایش ها طی چندین دهه مختلف نمایش داده شده است و دانشمندان از ماهیت عجیب آن برای انتقال سریع داده ها در فواصل طولانی استفاده می نمایند. حالا در این مطالعه جدید، پژوهشگران دانشگاه لودویگ-ماکسیمیلیان مونیخ (LMU) و دانشگاه زارلند آلمان، رکورد بیشترین فاصله دو اتم متصل به یکدیگر با فیبر نوری را شکسته اند.

پژوهشگران در آزمایش های خود، دو اتم روبیدیم (Rubidium) را که در تله های نوری در دو ساختمان مختلف در دانشگاه لودویگ-ماکسیمیلیان مونیخ نگهداری می شدند، به یکدیگر متصل کردند. این دو اتم با ۷۰۰ متر (۲۲۹۷ فوت) فیبر نوری از هم جدا شده بودند که میزان آن تا ۳۳ کیلومتر گسترش یافت. هر اتم با یک پالس لیزر برانگیخته می شد تا فوتونی که با آن اتم در هم تنیده بود، ساطع شود.

سپس فوتون ها با بهره گیری از کابل های فیبر نوری به حرکت درآمدند تا به یک گیرنده در میانه راه برسند. در این مکان، این فوتون ها که هر یک با اتم خود درهم تنیده اند با یکدیگر نیز ادغام می شوند.

اگرچه قبل از این فوتون ها در فواصل دوری نسبت به یکدیگر قرار داشتند، اما در این مطالعه رکورد جدیدی برای درهم تنیدگی دو اتم ازراه دور که می توانند به عنوان گره های “حافظه کوانتومی” روی فیبر نوری عمل کنند، نشان داده شد.

نکته حائز اهمیت این است که فوتون های میانجی به طول موج بلندتری تبدیل شدند تا مسیر بیشتری را بوسیله فیبر نوری طی کنند. طول موج طبیعی آنها ۷۸۰ نانومتر (nm) است به این معنا که آنها به طور معمول بعد از طی چند کیلومتر از بین می روند. بدین سبب پژوهشگران قبل از شروع این سفر، طول موج آنها را بوسیله دستگاهی به طول موج ۱۵۱۷ نانومتر تبدیل کردند. این میزان نزدیک به طول موج ۱۵۵۰ نانومتر است که به طور معمول برای مخابرات در فیبرهای نوری مورد استفاده قرار می گیرد.

به گفته پژوهشگران، این دستاورد، گامی مهم در جهت تحقق اینترنت کوانتومی است. شبکه هایی که بسیار سریع تر و ایمن تر از شبکه هایی هستند که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند و مهم تر از همه، این مطالعه نشان میدهد که آنها می توانند با بهره گیری از زیرساخت های فیبر نوری موجود کار کنند.

این مقاله در مجله نیچر انتشار یافته است.