الكم والكلاسيكي في ألياف بصرية واحدة ✎ سريع

الأصل: "Co-Propagation of Quantum Time Synchronization and Optical Frequency Transfer over a 122 km Hollow-Core Fiber"
arXiv:2602.19013 · 2026-02-22 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
زجاج فائق النقاء بقلب هوائي سمح للإشارات الكمومية والعادية بالسفر معًا دون تداخل.

الألياف البصرية العادية تشبه خيطًا زجاجيًا يجري فيه الضوء. لكن عند إرسال إشارات كمومية ضعيفة (فوتونات مفردة) مع ضوء ليزر كلاسيكي قوي في نفس الوقت، تحدث مشكلة. الزجاج يشتت الضوء قليلًا، وهذا ما يسمى تشتت رامان. ينتج عنه ضوضاء تطغى على الإشارات الكمومية، مثلما تمنع الموسيقى الصاخبة من سماع الهمس.

وجد العلماء حلاً: استخدام ألياف بصرية مجوفة. داخل هذه الألياف لا يوجد زجاج بل هواء، لذا لا يشتت الضوء تقريبًا. في التجربة، تم إرسال إشارتين في وقت واحد عبر ألياف بطول 122 كم: إشارة كمومية لمزامنة الوقت وإشارة كلاسيكية لنقل تردد مرجعي. سارتا في نفس نطاق الطول الموجي، على مسافة 10 نانومتر فقط بينهما.

حتى مع قوة الإشارة الكلاسيكية 1 ملي واط، حافظت الإشارة الكمومية على استقرار زمني أفضل من بيكو ثانية على مدى 2000 ثانية. والتردد بقي بدقة $10^{-20}$، وهذا مثل قياس المسافة إلى القمر بدقة سمك شعرة.

عند رفع قوة الضوء الكلاسيكي إلى 3 ملي واط، لم تتأثر الإشارة الكمومية تقريبًا. تظهر الحسابات أنه مع ألياف جديدة أقل ضوضاء، يمكن إرسال الإشارات لمسافة 500 كم وتحمل قوة تزيد عن 10 ملي واط. هذا يعني أن البيانات الكمومية والكلاسيكية يمكن أن تتشارك نفس الكابلات بسلام، مثل آلات مختلفة في أوركسترا واحدة دون أن تطغى على بعضها.

الألياف البصرية المجوفة تنقل الضوء عبر قناة هوائية داخل أنبوب زجاجي. ينتقل الضوء أسرع من الألياف العادية لأن الهواء يبطئه أقل من الزجاج.

العلماء
James Clerk MaxwellArno PenziasRalph AlpherRobert Woodrow WilsonWilhelm WienMax Planck
المفاهيم
ألياف بصرية إنترنت كمومي تكنولوجيا الشبكات الكمية انتشار الخطأ خوارزمية هجينة نبضة ضوئية اتصال بصري مركز البيانات تحويل فورييه الكمومي