اتصال كمي عبر 16 قناة متوازية سريع
يشبه الاتصال الكمي إرسال رسالة سرية تتمزق عند أي محاولة للتجسس عليها. حتى الآن، يمكن إرسال هذه الرسالة عبر طريق واحد فقط، وهذا بطيء. ابتكر العلماء طريقة لإرسال 16 ساعيًا عبر 16 طريقًا متوازيًا — ترددات ضوئية مختلفة — وتحققوا من وصول الرسائل سليمة.
في التجربة، أُنشئت أزواج من الجسيمات الكمومية (فوتونات متشابكة) في 16 قناة لونية مختلفة، مثل 16 جدولًا صغيرًا في تيار واحد. كان كل جدول ضيقًا حتى لا تختلط الجسيمات. ثم جُمعت الجسيمات من الجداول المختلفة معًا — وهذا ما يسمى «تبادل التشابك»: كما لو أن ساعيين، دون رؤية الرسائل، يتبادلان المظاريف بحيث تظل الرسائل مترابطة عبر المسافة.
هذه الحيلة سمحت بنقل الحالات الكمومية بشكل أسرع وتقرب من إنشاء مكررات كمومية — أجهزة من شأنها تقوية الإشارة دون قراءتها. عندها سيتمكن الاتصال الكمي من تغطية مسافات كبيرة، مثل الإنترنت العادي.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2608.18666v1
Boosting the communication rate of quantum networks is a central challenge in quantum information science. Recently, an efficient entanglement distribution scheme employing quasi-deterministic Bell-pair sources based on time-frequency multiplexing, referred to as zero-added-loss multiplexing~(ZALM), has been proposed. Its implementation, however, requires high-fidelity entanglement swapping across densely multiplexed time-frequency modes, which has remained an experimental challenge. Here we demonstrate entanglement swapping across 16 parallel frequency modes with a high average fidelity of 93.9$$\pm$$\SI{1.4}{\%}. Notably, polarization-entangled photon pairs in each frequency mode are spectrally single-mode using only off-the-shelf 50-GHz dense wavelength-division multiplexing~(DWDM) filters, eliminating the need for additional narrowband filtering. Furthermore, in order to fully exploit the temporal degree of freedom, the pump pulse is operated with a repetition frequency of \SI{3.0}{GHz}. By combining the frequency and time multiplexing, the total swapping rate reaches 5.38$$\pm$$0.17\,\si{pairs\,s^{-1}}, which corresponds to the ZALM Bell-pair rate of \SI{8.2e2}{pairs\,s^{-1}}. Our results establish the key experimental capabilities required for ZALM and demonstrate a scalable route toward practical high-rate quantum repeaters and long-haul quantum networks.
تتصرف الفوتونات المتشابكة مثل جوربين من زوج واحد: إذا كان أحدهما أيسر، يصبح الآخر أيمن فورًا، حتى لو فصل بينهما كيلومترات.
في مسلسل «الظلام» (Dark)، يرتبط التشابك الكمي بالشخصيات عبر الزمن، لكنه في الواقع يساعد على نقل المعلومات دون اعتراض.