- توفر البتات الكمومية الجزيئية للإربيوم تحولات بصرية وتدورية دقيقة للتحكم الكمي
- تتيح هذه البتات الكمومية إمكانية الوصول إلى حالات الدوران من خلال الضوء المتوافق مع الاتصالات
- يمكن لواجهات الفوتون المغزلي عالية الدقة أن تدعم تطوير شبكة كمومية قابلة للتطوير
ابتكر العلماء كيوبتًا جزيئيًا قائمًا على الإربيوم، والذي يوفر طريقة لربط الأنظمة الكمومية بشبكات الألياف الموجودة.
تجمع هذه البتات الكمومية بين التحولات البصرية والدورانية الدقيقة وتسمح بالعمليات عند الأطوال الموجية القياسية للاتصالات.
فهو يسمح بالتحكم في الحالات الكمومية المغناطيسية وقراءتها باستخدام الضوء المتوافق مع البنية التحتية القياسية للألياف الضوئية.
واجهات تدور الفوتون عالية الدقة
يمكن لهذه الإمكانية أن تدعم الشبكات الكمومية القابلة للتطوير دون الحاجة إلى أجهزة اتصالات جديدة تمامًا.
قاد عملية التطوير علماء في جامعة شيكاغو، بالتعاون مع جامعة كاليفورنيا في بيركلي، ومختبر أرجون الوطني، ومختبر لورانس بيركلي الوطني.
تلقى عملهم الدعم من مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ومركز أبحاث علوم المعلومات الكمية الوطني Q-NEXT.
قام الفريق بتصميم جزيئات الإربيوم العضوي لدمج التفاعلات المغناطيسية القوية مع التحولات البصرية في نطاقات الاتصالات، مما أدى إلى إنشاء نظام كمي يمكن التحكم فيه وضبطه.
توفر البتات الكمومية الجزيئية واجهة تدور فوتونًا على مقياس النانو.
قالت ليا فايس، باحثة ما بعد الدكتوراه في كلية UChicago Pritzker للهندسة الجزيئية والمؤلفة الأولى المشاركة: “يمكن لهذه الجزيئات أن تكون بمثابة جسر نانوي بين عالم المغناطيسية وعالم البصريات”.
تتيح تقنيات التحليل الطيفي البصري والموجات الدقيقة معالجة الحالات الكمومية بدقة تصل إلى ميغاهيرتز.
يسمح هذا التحكم المزدوج بالاتصالات بين المعالجات الكمومية أو أجهزة الاستشعار الكمومية والأنظمة الضوئية.
تشكل هذه الميزات اللبنات الأساسية المحتملة للأجهزة الكمومية وشبكات الاتصالات المتكاملة.
ونظرًا لأن التحولات البصرية للكيوبتات تقع ضمن نطاقات الاتصالات، فيمكن دمجها مع منصات الضوئيات السيليكونية.
يسمح هذا التوافق بإجراء تجارب على مستوى محطة العمل للتطوير والنشر على نطاق واسع في مراكز البيانات لتطبيقات الشبكة الأوسع.
يمكن لتصميم الكيوبتات أن يسرع عملية إنشاء أنظمة هجينة تجمع بين التحكم البصري والميكروويفي والكومي على شريحة واحدة.
تفتح هذه الأنظمة أيضًا فرصًا للاستشعار والتواصل الكمي والمنصات الكمومية المتكاملة.
يمكن دمج البتات الكمومية الجزيئية للإربيوم في أنظمة قادرة على نقل وتشابك وتوزيع الحالات الكمومية عبر الألياف التجارية.
يسمح هذا النهج للشبكات الكمومية بالاتصال مباشرة بالبنية التحتية الضوئية الحالية مع الحفاظ على توافقها مع الشبكات الكلاسيكية.
قال ديفيد أوشالوم David Awschalom، أستاذ الهندسة الجزيئية والفيزياء الجزيئية في جامعة شيكاغو والباحث الرئيسي: “من خلال إظهار تعدد استخدامات هذه البتات الكمومية الجزيئية للإربيوم، فإننا نخطو خطوة أخرى نحو شبكات كمومية قابلة للتطوير يمكن توصيلها مباشرة بالبنية التحتية الضوئية الحالية”.
على الرغم من أن النتائج تظهر الجدوى الفنية، إلا أن النشر العملي لا يزال يتطلب التقييم في ظل ظروف الشبكة الواقعية.
لا تزال هناك تحديات في دمج هذه البتات الكمومية مع وحدات التحكم المعتمدة على وحدة المعالجة المركزية (CPU)، وإدارة تنفيذ مراكز البيانات واسعة النطاق، وضمان الأداء المتسق.
ومع ذلك، فإن هذا العمل ينقل المجال نحو الشبكات الكمومية، في حين لا يزال بحاجة إلى اختبارات مكثفة لاعتمادها على نطاق واسع.
عبر SDxCentral
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك. تأكد من النقر على زر المتابعة!
وبالطبع يمكنك أيضًا اتبع TechRadar على TikTok للحصول على الأخبار والمراجعات وفتح الصناديق في شكل فيديو، والحصول على تحديثات منتظمة منا على واتساب أيضاً.
التعليقات