وقتی شما بپرسید که با یک فوتون چه میزان اطلاعات را می‌توان منتقل کرد، بیشتر محققان می‌گویند یک بیت که می‌تواند مقدار یک یا صفر را به خودش بگیرد. اما از نظر تئوری محدودیتی در میزان اطلاعاتی که شما می‌توانید با یک فوتون جابجا کنید وجود ندارد. اما ملاحظات عملی زیادی هستند، که میزان اطلاعات قابل انتقال با یک فوتون را محدود می‌کند.اما محققان دانشگاه «تونته» با روشی خلاقانه موفق به انتقال 10.5 بیت اطلاعات با یک فوتون نور شدند.
روش
پروفسور «پپین پینکس» یکی از محققان این پروژه نحوه کارکرد این سیستم را این‌طورتوضیح می‌دهد:« شما می‌توانید روش ما را با درخشش یک نشانگر لیزری مقایسه کنید که روی حروف نصب شده رو یک تخته شاسی افتاده است. حروف درخشان اطلاعاتی است که در نور لیزر وجود دارد. تعداد حروف روی تخته شاسی بیانگر میزان اطلاعاتی است که می‌توان با نور منتقل کرد». تفاوت اصلی اما این است که تیم تحقیقاتی الفبایی از 9072 کاراکتر درست کرده و برخلاف قیاس بالا اطلاعات را تنها با یک فوتون منتقل کرده‌اند. اما نکته کلیدی چالش برانگیز در این تحقیق شناسایی یک تک فوتون است. این چالش به این دلیل ایجاد می‌شود که نویز‌ها یا فوتون‌های تصادفی می‌توانند اندازه‌گیری و آشکارسازی فوتون مورد نظر را مختل کنند. اما محققان روشی بسیار هوشمندانه برای از بین بردن نویز به کار گفتند. آن‌ها از این واقعیت استفاده کردند که هر فوتون آبی رنگ را می‌توان به دو فوتون قرمز رنگ تقسیم کرد. به این ترتیب آن‌ها از نخستین فوتون قرمز برای دادن یک سیگنال به آشکارساز استفاده کردند ( مثل اتفاقی که در دوربین دیجیتال می‌افتد) که باعث باز شدن بلافاصله آن می‌شود. سپس با استفاده از آینه فوتون دوم را روی حرف مورد نظر از الفبای ابدائی تاباندند. در نتیجه فوتون درست در لحظه باز شدن آشکارساز به آن می‌رسد و امکان مداخله نویز به صفر می‌رسد.
از نظر کاربردی مشخص کردن حداکثر اطلاعاتی که می‌شود با یک فوتون جابجا کرد وجود ندارد. اما آن‌طور که پینکس می‌گوید:« با استفاده از روش ما هیچ مرزی به لحاظ تئوری برای ارسال اطلاعات با یک فوتون وجود ندارد و میزان اطلاعات به اندازه الفبایی بستگی دارد که شما درست می‌کنید، اما حتی اگر تعداد حروف الفبای شما به تعداد اتم‌های موجود در جهان باشد، باز هم شما نمی‌توانید بیشتر از 270 بیت اطلاعات را با یک فوتون جابجا کنید». پرفسور پینکس می‌گوید هدف اصلی این مطالعه ارتقاء نقل وانقال کوانتومی به یک مرحله بالاتر بوده است:« هرچه میزان اطلاعات بیشتری را بتوانید با یک فوتون بفرستید، امنیت و سرعت نقل و انتقالا کوانتومی بالاتر می‌رود. دلیلش هم این است که رهگیری اطلاعات ارسالی بسیار دشوار و حتی غیر ممکن خواهد شد».
علی رنجبران
No tags for this post.