ابداع حافظه تمام فیبر نوری
فیبر نوری یک بستر بسیار مناسب برای انتقال اطلاعات حجیم است اما بزرگترین مشکل استفاده از شبکه‌های فیبر نوری این است که در حوزه نور مانند حوزه الکترونیک از ادوات پیشرفته خبری نیست و به همین دلیل کار با سیگنال‌های نوری بسیار پیچیده و پردردسر است. به طوری که تا کنون حتی هیچ حافظه‌ای قابل استفاده در مخابرات نوری و محاسبات کوانتومی وجود نداشت و اطلاعات نوری را نمی‌شد مانند اطلاعات الکترونیکی در ابزاری مانند RAM ذخیره کرد؛ به همین دلیل تمرکز اصلی پژوهشگران بر این است که بتوانند ادواتی با کارکردی مشابه ادوات الکترونیکی طراحی کنند تا برای پردازش اطلاعات نیازی به تبدیل سیگنال‌های پرسرعت نوری به سیگنال‌های الکترونیکی نباشد و از بروز تاخیر در پردازش و کاهش ظرفیت شبکه‌های فیبر نوری جلوگیری کنند.
به تازگی پژوهشگران در آزمایشگاه کستلر براسل پاریس موفق شدند انتشار نور در فیبر شیشه‌ای را متوقف کنند تا به هنگام نیاز آن را مجددا منتشر کنند. این کار از طریق اندرکنش نور با اتم‌های سرد سزیم در مجاورت منطقه طویل و باریک مانند فیبر نوری می‌تواند انجام شود. این دستگاه یک حافظه تمام فیبری برای نور ایجاد می‌کند، که یک عنصر ضروری برای ایجاد شبکه‌های کوانتومی آینده است.
در مقاله منتشر شده در مجله فیزیکال ریویو لترز، پروفسور جولین لارات و همکارانش از دانشگاه پیر و ماری کوری گزارش می‌دهند که به تازگی حافظه نوری مجتمع شده در فیبر نوری را ابداع کرده‌اند. در واقع این گروه روشی برای متوقف و ذخیره کردن نوری که معمولا با سرعت 200000 کیلومتر در ثانیه منتشر می‌شود را ایجاد کردند. فیبر‌ها در قلب سیستم‌های مخابراتی سرتاسری جهان واقع هستند و این قابلیت ابداع شده یک پیشرفت مهم در ارتباطات نوری و همچنین اینترنت کوانتومی آینده است، که در آن اطلاعات کوانتومی می‌توانند منتقل شده و بین گره‌های متصل به هم سنکرون یا همساز شوند.
موجبرها که در فرکانس‌های نوری استفاده می‌شوند معمولا دارای ساختار عایق هستند و در جریان‌های الکتریکی بالا قرار می‌گیرند. بنابراین شاخص بازتاب بالایی دارند و توسط یک ماده با الکتریسیته پایین‌تر احاطه می‌شوند. این ساختار موج‌های نوری را توسط پدیده بازتابش کلی داخل موجبر انتشار می‌دهد که نوع رایج آن فیبرهای نوری است.
باپتیست گورو، کارشناس ارشد طراح این آزمایش و نویسنده مقاله آن می‌گوید: «این سیستم جدید در واقع نمایشی از حافظه تمام فیبری نور است که ما را قادر به ذخیره نور در داخل فیبر و انتشار آن در زمان دلخواه می‌کند. سیستم‌های قبلی مبتنی بر اثر کلی اتم‌ها در فضای آزاد بوده و در موجبرهای سازگار با فیبرهای مورد استفاده در شبکه‌ها قابل پیاده‌سازی نبودند.»
در هسته این دستگاه یک بخش کوتاه از فیبر تجاری به قطر 400 نانومتر قرار دارد که در آن نور می‌تواند به طور موثرتری با ابری از اتم‌های لیزر سرد اندرکنش کند. پژوهشگران روشی به نام شفافیت القا شده الکترومغناطیسی، که روش مرسومی در فضای آزاد است، را برای اولین بار در یک فیبرنوری اجرا کردند. آنها پالس نور را توسط 3000 چین‌خوردگی کند کردند و سپس آن را به طور کامل متوقف کردند. اطلاعات منتقل شده توسط نور لیزر در قالب یک تحریک جمعی، یک جمع آثار بزرگ کوانتومی، به اتم‌ها منتقل می شود. در حدود 2000 اتم سزیم بسیار نزدیک به فیبر در این فرآیند درگیر می‌شوند. پس از یک دوره قابل برنامه‌ریزی، نور به داخل فیبر رها می‌شود و اطلاعات کد شده اولیه مجددا به هم می‌پیوندند و یک بار دیگر از داخل فیبر عبور می‌کنند. بر اساس این سیستم اگر نور مسافت یک کیلومتری را طی کند می‌توان آن را تا 5 میکروثانیه ذخیره کرد البته پژوهشگران ایده‌هایی برای بهبود مدت زمان ذخیره‌سازی دارند.
پژوهشگران همچنین نشان دادند که حتی پالس‌های نوری حاوی یک تک فوتون را با یک نسبت سیگنال به نویز بسیار بزرگ می‌توان ذخیره کرد. چنین قابلیتی استفاده از این دستگاه به عنوان یک حافظه کوانتومی که عنصر ضروری برای ایجاد شبکه‌های کوانتومی آینده است را ممکن می‌کند.
ثمین موتمن فر/ کارشناس ارشد الکترونیک
No tags for this post.
