شهد التقدم الأخير في تكنولوجيا الاتصالات الكمومية قيام العلماء بتطوير مصدر ضوء شديد السطوع قادر على توليد فوتونات متشابكة كميًا. يحمل هذا الابتكار وعدًا كبيرًا لمستقبل الاتصالات الكمومية الآمنة وعالية السرعة. تكشف الدراسة، التي نُشرت في 24 يوليو في مجلة eLight، كيف أدى الجمع بين التقنيات الحالية إلى إنشاء مصدر إشارة كمومية أكثر قوة، وهو أمر بالغ الأهمية لبناء شبكة إنترنت كمومية واسعة النطاق وفعالة.
الجمع بين التقنيات لتحسين الإشارات الكمومية
في هذا المشروع الرائد بحثقام علماء من أوروبا وآسيا وأمريكا الجنوبية بدمج تقنيتين رئيسيتين تم اختبارهما سابقًا بمعزل عن بعضهما البعض. قاموا بدمج باعث نقطة الفوتون، الذي يولد فوتونات مفردة، مع مرنان كمي، وهو جهاز مصمم لتعزيز الإشارة الكمومية. نتج عن هذا الجمع مصدر ضوء تم تطويره حديثًا يتمتع بسطوع استثنائي وخصائص كمومية. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام محرك كهربائي ضغطي، يولد الكهرباء عند تعرضه للضغط أو الحرارة، لضبط الفوتونات المنبعثة بدقة، مما يضمن أقصى قدر من التشابك والتماسك.
الفوتون المعزز باعث تنتج أزواجًا من الفوتونات بدقة عالية في التشابك وكفاءة استخراج عالية. وهذا يعني أن الفوتونات لا تحافظ على توقيعها الكمومي عبر المسافة فحسب، بل تمتلك أيضًا السطوع اللازم للتطبيقات العملية. كان تحقيق كل من السطوع العالي ودقة التشابك القوية في وقت واحد مهمة صعبة، حيث كانت تتطلب عادةً تقنيات مختلفة يصعب دمجها بشكل فعال.
التحديات والتوجهات المستقبلية
ورغم هذا التقدم، فإن التنفيذ العملي لشبكة الإنترنت الكمومية لا يزال بعيد المنال. وتعتمد هذه التكنولوجيا على مواد مثل زرنيخيد الجاليوم، الذي يثير مخاوف تتعلق بالسلامة بسبب خصائصه السامة. وقد تحد هذه المخاطر من قابلية توسيع نطاق التكنولوجيا، مما يستلزم تطوير مواد بديلة أكثر أمانًا.
ستركز المرحلة التالية في عملية التطوير على دمج هيكل يشبه الصمام الثنائي مع المحرك الكهرضغطي. تهدف هذه الإضافة إلى إنشاء مجال كهربائي عبر النقاط الكمومية، مما يعاكس فقدان التماسك ويعزز تشابك الفوتونات بشكل أكبر.
