پژوهشگران دانشگاه شیکاگو به دستاوردی بزرگ در حوزه فناوری دست یافتهاند که میتواند ما را یک گام به اینترنت کوانتومی جهانی نزدیکتر کند. این تیم تحقیقاتی موفق شده است روشی را توسعه دهد که بهطور نظری امکان اتصال کامپیوترهای کوانتومی به یکدیگر را تا فاصلهای حدود ۲ هزار کیلومتر فراهم میکند.
پیش از این، اتصال کامپیوترهای کوانتومی از طریق کابلهای فیبر نوری به دلیل ناپایداری حالتهای کوانتومی، به چند کیلومتر محدود بود. به عنوان مثال، اتصال یک کامپیوتر کوانتومی در محوطه دانشگاه شیکاگو به برجی در مرکز شهر شیکاگو، با وجود فاصله کوتاه، امکانپذیر نبود. اما با روش جدید محققان، این کامپیوتر اکنون میتواند به دستگاهی در خارج از شهری در یوتا متصل شود.
به گزارش مجازیت، این پیشرفت به لطف افزایش قابل توجه «زمان همدوسی کوانتومی» حاصل شده است. اتصال کامپیوترهای کوانتومی برای ایجاد شبکههای پرسرعت نیازمند درهمتنیدگی اتمها از طریق کابلهای فیبر نوری است. همدوسی کوانتومی به مدت زمانی گفته میشود که اتمهای درهمتنیده میتوانند حالت کوانتومی شکننده خود را حفظ کنند. هرچه این زمان طولانیتر باشد، کامپیوترها میتوانند در فاصلههای بیشتری به یکدیگر متصل شوند.
محققان دانشگاه شیکاگو توانستند زمان همدوسی اتمهای اربیوم را از ۰.۱ میلیثانیه به بیش از ۱۰ میلیثانیه افزایش دهند. این تغییر نشاندهنده بهبودی ۲۰۰ برابری است. آنها در یک نمونه حتی به زمان ۲۴ میلیثانیه دست یافتند که بهطور نظری امکان اتصال در فاصلهای حدود ۴ هزار کیلومتر را فراهم میکند؛ فاصلهای معادل شیکاگو تا کلمبیا.
نکته قابل توجه این تحقیق، استفاده از مواد جدید یا متفاوت نبود، بلکه روشی بود که به کمک آن همان مواد به شیوهای کاملاً متفاوت ساخته شدند. محققان کریستالهای مورد نیاز برای ایجاد درهمتنیدگی کوانتومی را به جای روش سنتی Czochralski با تکنیکی موسوم به «برآرایی پرتو-مولکولی» (MBE) ساختند.
روش سنتی به «دیگ ذوب» تشبیه شده است؛ در این روش، مواد در دمای بالای ۲ هزار درجه سانتیگراد ذوب میشوند و سپس به آرامی سرد شده و کریستال شکل میگیرد. این کریستالها باید مانند مجسمه تراشیده شوند که در این فرآیند ناخالصیهایی ایجاد میشود و خواص همدوسی کوانتومی را کاهش میدهد.
در مقابل، روش جدید بیشتر شبیه چاپ سهبعدی است. در این روش، دستگاه لایههای نازکی از مواد را اسپری میکند و کریستال مورد نیاز را دقیقاً به شکل نهایی، اتم به اتم میسازد. محققان میگویند: «ما از هیچ شروع میکنیم و دستگاه را اتم به اتم مونتاژ میکنیم. کیفیت یا خلوص این ماده به قدری بالاست که خواص همدوسی کوانتومی این اتمها فوقالعاده میشود.» اگرچه این تکنیک شناختهشده است، اما تاکنون برای ساخت این نوع مواد خاکی کمیاب استفاده نشده بود.
