Миқдори зиёди додаҳои квантиро, ки тавассути компютерҳои квантӣ, ки дар масофаи ҳазорҳо километр дуртар мубодила карда мешаванд, тавассути детектори нав, ки аз ҷониби JPL ва Caltech сохта шудаанд, идора кардан мумкин аст. Потенсиали миллионҳо маротиба тезтар аз компютерҳои ҳозира дар ҳисоббарории квантӣ аст. Аммо барои он ки компютерҳои квантӣ дар масофаи дур пайваст шаванд, шабакаи махсуси алоқаи квантӣ лозим аст.
Барои кӯмак ба сохтани чунин тор, олимони Лабораторияи реактивии NASA ва Caltech дастгоҳеро сохтанд, ки метавонад фотонҳои бешумори хурдро (зарраҳои нури квантиро) бо дақиқии бениҳоят ҳисоб кунад. Детектори такмилдодашуда барои ҳисобкунии квантаҳои оптикӣ (PEACOQ) метавонад вақти ба худ задани ҳар як фотонро дар 100 триллионҳо дар як сония бо суръати 1,5 миллиард фотон дар як сония назорат кунад; монанди чен кардани қатраҳои алоҳидаи оби аз шланги сӯхтор пошидашуда. Дигар детекторхо ба ин суръат расида натавонистанд.
"Интиқоли иттилооти квантӣ ба масофаҳои дур то ҳол хеле маҳдуд буд" гуфт Иоана Крайсиу аз гурӯҳи лоиҳаи PEACOQ, пажӯҳишгари постдокторӣ дар JPL ва аввалин муаллифи тадқиқот. "Интиқоли иттилооти квантӣ бо суръати баландтар ва дуртар ба шарофати технологияҳои нави детекторҳо ба монанди PEACOQ имконпазир аст, ки метавонад фотонҳои ягонаро бо як қисми дақиқи миллисония чен кунад."
Компютерҳои анъанавӣ иттилоотро ҳамчун силсилаи 1 ва 0, ки маъмулан битҳо меноманд, нусхабардорӣ мекунанд ва тавассути модемҳо ва шабакаҳои коммуникатсионӣ мефиристанд. Пас аз он битҳо тавассути кабелҳо, нахҳои оптикӣ ва фазо тавассути мавҷҳои радио ё дурахши нур интиқол дода мешаванд. Пас аз дарёфт кардани қисмҳо, онҳо барои тавлиди маълумоти аслӣ аз нав васл карда мешаванд.
Алоқа байни компютерҳои квантӣ гуногун аст. Битҳои квантӣ ё кубитҳо барои нигоҳ доштани иттилоот истифода мешаванд, ки зарраҳои асосӣ ба монанди электронҳо ва фотонҳо мебошанд, ки бидуни нобудшавӣ дубора тавлид ва интиқол дода намешаванд. Маълумоти квантӣ пас аз ҳамагӣ чанд даҳ мил тавассути нахи оптикӣ бо истифода аз фотонҳои рамзгузорӣ интиқол дода мешавад, ки мушкилиро зиёд мекунад ва андозаи эҳтимолии ҳама гуна шабакаи ояндаро хеле кам мекунад.
Шабакаи махсуси квантии оптикии фазои озод метавонад "гиреҳҳои" кайҳонӣ дар моҳвораҳои мадори Заминро дар бар гирад, то компютерҳои квантиро берун аз ин маҳдудиятҳо муошират кунанд. Ин гиреҳҳо ҳамчун интиқолдиҳандаи маълумот тавассути тавлид кардани ҷуфтҳои печидаи фотонҳо ва фиристодани онҳо ба ду терминали компютерии квантӣ, ки дар масофаи садҳо ё шояд ҳазорҳо километр аз ҳам ҷойгиранд, амал мекунанд.
Ҳатто бо масофаи калон байни онҳо, ҷуфтҳои фотонҳои ба ҳам печида чунон ба ҳам пайвастанд, ки чен кардани яке натиҷаҳои ченкунии дигареро фавран тағир медиҳад. Аммо, як детектори хеле ҳассос ба монанди PEACOQ бояд дақиқ чен кунад, ки ҳар як фотонро қабул кунад ва маълумоти дар он мавҷудбударо интиқол диҳад, то ин фотонҳои печидаро терминали компютери квантӣ қабул кунанд.
Superconductor Plumage
Детектор як дастгоҳи хурд аст. Он дорои 32 нанобии суперноқили нитриди ниобий дар чипи кремний ва пайвасткунакҳои радиатсионӣ, ки номи онро ба детектор медиҳанд. Бари детектор ҳамагӣ 13 микрон аст. Ҳар як нанобир аз мӯи инсон 10.000 XNUMX маротиба бориктар аст.
Детектори PEACOQ, ки аз ҷониби Лабораторияи Micro Devices JPL таҳия шудааст ва аз ҷониби барномаи NASA Communications Communications and Navigation (SCaN) дастгирӣ шудааст, детектори PEACOQ бояд дар ҳарорати криогенӣ нигоҳ дошта шавад, ки ҳамагӣ 272 дараҷа Фаренгейт поёнтар аз сифр (минус 458 дараҷа) аст. Ин ҳолати ноқилҳои наногузарониро нигоҳ медорад; ин барои онхо зарур аст, ки фотонхои азхудшударо ба импульсхои электрикие, ки маълумотхои квантиро интикол медиханд, табдил диханд.
Детектор бояд ба қадри кофӣ ҳассос бошад, ки як фотонҳоро муайян кунад, аммо инчунин бояд сохта шавад, ки якбора ба бомбаборони якчанд фотон тобовар бошад. Ин вақти мурда ба ҳадди ақал нигоҳ дошта мешавад, гарчанде ки ҳар як ноқили суперноқил дар детектор қобилияти муайян кардани фотонҳои бештарро ҳангоми зарбаи фотон муваққатан гум мекунад. PEACOQ инчунин дорои 32 нановим аст, бинобар ин, вақте ки яке "мемирад" дигарон метавонанд холигоҳро пур кунанд.
Ба гуфтаи Крайсиу, PEACOQ ба зудӣ дар таҷрибаҳои лабораторӣ барои нишон додани иртиботи квантӣ бо суръати тезтар ё масофаҳои дуртар истифода хоҳад шуд. Дар муддати тӯлонӣ, он метавонад роҳи ҳалли масъалаи чӣ гуна фиристодани маълумоти квантиро дар саросари ҷаҳон пешниҳод кунад.
Озмоиши амиқи кайҳон
PEACOQ ба детекторе асос ёфтааст, ки барои намоиши технологияи Deep Space Optical Communications (DSOC)-и NASA сохта шудааст ва як қисми ташаббуси калонтари NASA барои фароҳам овардани алоқаи оптикии фазои озод байни фазо ва замин мебошад. DSOC бори аввал дар охири соли ҷорӣ дар баробари миссияи Psyche-и NASA оғоз хоҳад кард, то нишон диҳад, ки иртиботи оптикии фарохмаҷрои баланд дар оянда байни Замин ва фазои амиқ кор карда метавонад.
Гарчанде ки терминали заминии DSOC дар расадхонаи Паломари Калтех дар Калифорнияи ҷанубӣ иттилооти квантиро интиқол намедиҳад, барои ҳисоб кардани фотонҳои инфиродӣ аз лазер аз интиқолдиҳандаи DSOC ҳангоми ҳаракат дар фазои амиқ ба ҳамон як дақиқии баланд ниёз дорад.
Мэтт Шоу, ки масъули кори JPL оид ба детекторҳои суперноқилӣ мебошад, гуфт: “Ин ҳамон технологияе ба ҳисоб меравад, ки категорияи детекторҳои дигар аст. "Новобаста аз он ки он бо иттилооти квантӣ рамзгузорӣ шудааст ё мо мехоҳем фотонҳои ягонаро аз манбаи лазерӣ дар фазо кашф кунем, мо ҳоло ҳам фотонҳои ягонаро ҳисоб мекунем" гуфт ӯ.
Манбаъ: jpl.nasa.gov/news
Günceleme: 03/03/2023 18:57