منطقة عازلة للضوء: خطوة نحو الإنترنت الكمومي ⚡ экспресс
إنشاء إنترنت كمي قابل للتوسع يعتمد على مزامنة إشارات الفوتونات عبر التخزين المؤقت. توفر الذكريات الكمية المادية تخزينًا طويلًا، لكن عرض نطاقها الضيق وحاجتها للتبريد لا يتوافقان مع البنية التحتية للاتصالات، كما أن المخازن البصرية الحالية تعاني من خسائر عالية وليست شاملة. تم تقديم مخزن كمومي ليفي بصري يعمل في كامل النطاق C. مرنان سانياك المزدوج مع التبديل النشط وتضمين الطور المتقاطع يحقق خسائر 0.46 ديسيبل، وزمن تخزين >18 ميكروثانية، وعرض نطاق >12.5 تيراهرتز. يخزن الجهاز >200 نمط زمني في وقت واحد ويحافظ على الكيوبتات من حيث الزمن والتردد والاستقطاب، بما في ذلك الحالات المتشابكة. هذا الحل الذي يعمل في درجة حرارة الغرفة يزيل العقبة الرئيسية أمام الشبكات الكمية العالمية.
البيانات في الإنترنت تسافر بسرعة الضوء سرعة الضوء عبر الألياف الضوئية. في الشبكات التقليدية، التأخيرات ليست حرجة، لكن الاتصال الكمومي يحتاج إلى تزامن مثالي: يجب أن تصل جسيمات الضوء المحملة بالمعلومات المشفرة إلى الكاشف في نفس اللحظة. المشكلة هي أنها بعد أن تسلك مسارات مختلفة، تفقد التزامن - تمامًا كمكونات طبق يتم إعدادها في أوقات مختلفة وتنتظر بعضها البعض.
المنطقة العازلة الضوئية الجديدة تحل هذه المشكلة مثل جهاز تسخين الطعام في المطبخ: تحتجز نبضات الضوء حتى تصبح جميعها جاهزة لـ"التقديم". يدفع الجهاز الضوء إلى حلقة من الألياف الضوئية، حيث يستطيع خلال 18 ميكروثانية أن يقطع مسافة تقارب 4 كيلومترات - وكل ذلك في درجة حرارة الغرفة، وبفقد أقل من 0.5 ديسيبل (غير محسوس تقريبًا). هذه المنطقة العازلة تستوعب أكثر من 200 نبضة في آن واحد، وتعمل في كامل الطيف العامل للاتصالات بعيدة المدى.
والأكثر من ذلك، أن المنطقة العازلة تحافظ حتى على التشابك الكمومي - الرابط الشَبَحي بين الجسيمات، الذي تم تأكيده تجريبيًا بواسطة آلان أسبيه. وبدون الليزر، الذي وضع أسسه تشارلز تاونز، لكانت هذه الفوتونيات مستحيلة. هكذا فإن حلقة بسيطة من الألياف الضوئية، تشبه أداة مطبخ، تقربنا من الإنترنت الكمومي العالمي.
🎯 معظم الاتصالات العابرة للقارات تعمل في النطاق 1530-1565 نانومتر - وهو الوحيد الذي تكون فيه ألياف الزجاج شفافة لدرجة أن الإشارة يمكنها السفر مئات الكيلومترات دون تضخيم.
🎬 حلم الإنترنت الكمومي يشبه أحيانًا جهاز "الأنسيبل" الخيالي - جهاز للاتصال الفوري عبر المجرات، رغم أنه في الواقع لا ينتهك حد سرعة الضوء.