ايجاد شبکه‌هاي کوانتومي پايدار با استفاده از شکل‌دهي پالس‌ها

در سالهاي اخير توجه زيادي به ايجاد ارتباط مبتني بر حالت کوانتومي نور و يا ماده جلب شده است. مزيت ايجاد يک ارتباط موفق با اين روش اين است که در اين صورت مي‌توان يک ارتباط کاملاً ايمن داشت و همين مزيت باعث مي‌شود که مردم سرشان را از روي ميز بلند کرده و به حرف‌هاي خسته‌کننده فيزيکدانان گوش کنند. متأسفانه اطلاعاتي که به اين روش فرستاده مي‌شوند، به شکل بسيار حساس رمزگذاري شده‌اند (اغلب روي يک فوتون منفرد) و کانال‌هاي ارتباطي معمولاً برخي از اين فوتون‌ها را گم مي‌کنند؛ اين بدان معناست که براي ايجاد ارتباط موفق نياز به تعداد زيادي تکرارکننده‌هاي نزديک به هم داريم. مشکل اصلي اين است که کل سيستم به شکلي حياتي به مجموعه‌اي از پارامترهايي وابسته است که غالباًً ناشناخته هستند؛ يعني اينکه هر ارتباط بايد به صورت دقيقي تنظيم شود. با اين حال نگاهي جديد به اين سيستم شايد بتواند اين وابستگي حياتي به برخي از اين پارامترها را از بين ببرد.
دو تن از محققان دانشگاه نانجينگ رفتار يک نوع ويژه از ارتباطات را که در آن اطلاعات ابتدا روي يک نقطه کوانتومي رمزگذاري مي‌شوند، مورد بررسي قرار دادند. اين نقطه کوانتومي ميان دو آينه قرار مي‌گيرد، در نتيجه زماني که اطلاعات خود را تابش مي‌دهد، فوتون نشر شده توسط آينه‌ها گرفته شده و روي يک کابل فيبر نوري نشانده مي‌شود. اين کابل فيبر نوري فوتون جذب شده را به يک نقطه کوانتومي ديگر که آن نيز ميان دو آينه قرار دارد، منتقل مي‌کند. در اين حالت آينه‌ها فوتون را گرفته و آن را نشر مي‌کنند تا آنجايي که نقطه کوانتومي قرار گرفته ميان دو آينه، فوتون را جذب کند؛ در اين صورت انتقال اطلاعات صورت گرفته است.
کليد اصلي اين سيستم فرکانس رابي مي‌باشد. اين فرکانس توسط برهمکنش ميان آينه‌ها و نقطه کوانتومي قرار گرفته ميان آنها تعيين مي‌شود. به طور اصولي يک نقطه کوانتومي تحريک شده پس از يک زمان مشخص و با يک احتمال مشخص فوتوني را از خود نشر مي‌کند که ميان دو آينه به طور متناوب انعکاس مي يابد. سپس نقطه کوانتومي با يک احتمال مشخص فوتون را جذب مي‌کند و اين فرايند تکرار مي‌شود.
اگر شما اين آزمايش را به طور متناوبي تکرار کنيد، چرخه زماني را که فوتون در فضاي ميان دو آينه بوده و يا به صورت يک تحريک الکتروني در نقطه کوانتومي وجود دارد، خواهيد يافت. اين امر بسيار مهم است، زيرا طول يک پالس نوري بايد ضريبي از اين زمان باشد، در غير اين صورت فوتون جذب نخواهد شد.
متأسفانه تمام اتفاقات روي داده در حين انتقال پالس از فيبر نوري، مدت زمان پالس را تغيير داده و در نتيجه انتقال اطلاعات ميان دو نقطه کوانتومي را مشکل‌تر مي‌سازد.
اين محققان ايده تغيير شکل پالس‌هايي را که نقاط کوانتومي را کنترل مي‌کنند، مطرح کرده‌اند. اين امر برخي از خطاهاي القاشده توسط شبکه فيبر نوري ميان دو نقطه را تصحيح مي‌کند. نتيجه‌گيري اين گروه نشان مي‌دهد که برخي از اشکال پالس‌ها منجر به ايجاد پايداري بالا ميان دو نقطه کوانتومي شده و يک ارتباط امن در فاصله‌اي طولاني ايجاد مي‌شود.
منبع: http://www.nanowerk.com