پژوهشگران دانشگاه ملی استرالیا و دانشگاه اوتاگو نیوزلند نمونهی
اولیه هارد دیسکی را ساختهاند که از فناوری کوانتومی بهره میبرد و
میتواند در زمینهی امنیت اطلاعات و رمزنگاری دور دامنه تحول عمیقی ایجاد
کند.
به گزارش سافت گذر به نقل اززومیت؛ این پژوهشگران با استفاده از عنصر کمیابی به نام یوروپیوم که در بلور
ایتیریوم ارتوسیلیکات محصور شده با دستیابی به ابزار ذخیره سازی کوانتومی
که قادر به نگهداری حالت کوانتومی خود به مدت 6 ساعت بود تمامی رکوردهای
پیشین در زمینهی ذخیره سازی اطلاعات به روش کوانتومی را شکستند.
رمزنگاری کوانتومی هم اکنون تنها قادر به انتقال اطلاعات به روشی بسیار
امن تنها در فاصلههای بسیار کوتاه تا حدود 100 کیلومتر به دلیل ناپایداری
نگهداری اطلاعات به این شیوه است. با این حال پژوهشگران موفق شدهاند این
مرز را تا حد بسیار زیادی گسترش دهند و قابلیتهای ذخیره سازی بی سابقهای
را به دست آورند.
به عقیدهی این پژوهشگران انتقال اطلاعات کوانتومی در تمام دنیا به زودی
امکان پذیر خواهد شد. مشکل کنونی بر سر راه این روش نگهداری امن اطلاعات
ناپایداری و شکننده بودن حالات کوانتومی در حد زمانهای بسیار کوتاه میلی
ثانیهای است که با استفاده از این فناوری جدید میتوان انتظار انقلابی در
انتقال اطلاعات کوانتومی را داشت.
برخلاف شبکههای ارتباطات الکترونیکی معمول که در طول مسیرهای طولانی
انتقال، سیگنال از طریق تقویت کنندههای راهبردی تقویت میشود در ارتباطات
کوانتومی نیاز به حافظههای کوانتومی است که بتوانند اطلاعات را با خود حمل
کنند. این حافظهها از جنس ماده کیوبیت خوانده میشوند و در گرههای
نگهداری قرار دارند. این کیوبیتها به صورت سری از طریق مسیرهای نوری به هم
متصل شدهاند و وظیفهی انتقال اطلاعات کوانتومی را بر عهده دارند.
متاسفانه در این روش باید از روشهای درهم تابیده بهره برد چرا که هر
گونه تلاش برای تقویت اطلاعات کوانتومی منجر به اضافه شدن نویز به اطلاعات و
حتی از بین رفتن کامل حالت اسپین اطلاعات خواهد شد (توجه کنید که این
ویژگی خود امنیت بالای این اطلاعات را هم به نوعی تضمین میکند). به همین
دلیل است که برای انتقال اطلاعات کوانتومی از شبکهای بزرگ از واحدهای
حافظه استفاده میشود که خود مشکلات بعدی در پایداری و قابل اتکا بودن
انتقال این اطلاعات را فراهم میآورند.
با توجه به مشکلات شرح داده شده به سادگی میتوان دریافت که ساخت چنین
شبکهای در دنیای ارتباطی ما که مسلتزم انتقال اطلاعات در مسافتهای بسیار
طولانی است از دید مهندسی بسیار دشوار بوده و صرفهی اقتصادی نخواهد داشت
بنابر این باید تا جای ممکن پایداری و اتکا پذیری واحدهای حافظهای را
بهبود بخشید تا امکان انتقال اطلاعات در مسافتهای طولانی به روش کوانتومی
وجود داشته باشد. کریستالی که در این پژوهش به دست آمد به گونهای است که
میزان اطلاعات حذف شده در آن از سامانههای انتقال اطلاعات لیزری بهتر
خواهد بود.
اگرچه دانشمندان هنوز قادر به نوشتن یک کیوبیت کامل نیستند ولی
میتوانند هم اکنون حالت کوانتومی اسپین هستهای فوتون دربلور ایتریوم
ارتوسیلیکات را به وسیلهی لیزر تغییر دهند. این حالت کوانتومی سپس به مدت
شش ساعت در دمای دو کلوین و میدان مغناطیسی ثابت و متغیر یک تسلا باقی
خواهد ماند. دو میدان اعمالی روی این بلور اسپین یوروپیوم محصور شده را از
محیط خارجی ایزوله کرده و مانع از درز کردن اطلاعات به بیرون خواهند شد.
تا امروز بشر قابلیت کندوکاو به این شکل در دنیای گره خوردگی کوانتومی
را در فواصل دور نداشته است. با دستیابی به امکان بررسی چنین تئوریهایی
باید در انتظار ماند تا صحت کامل تئوریهای کوانتومی و مکانیک کوانتومی در
عمل اثبات شود.
حاصل این پژوهش در نشریهی علمی معتبر Nature به چاپ رسیده است.