לראשונה בהיסטוריה – מדענים הצליחו לייצר, לאחסן ולשחזר נתונים קוונטיים

image provided by pixabay

This post is also available in: English (אנגלית)

מדענים מאוניברסיטאות מרחבי אירופה הצליחו לאחסן ולאחזר נתונים ממחשבים קוונטיים בפעם הראשונה בהיסטוריה – צעד חיוני ליצירת רשת קוונטית, בעוד העולם מתקדם לעבר הדור הבא של המחשוב.

למרות שהמחשבים הקוונטיים הקיימים כיום כבר מקדימים בהרבה את מקביליהם הקלאסיים ואף משתפרים בהדרגה, אם מדענים לא יצליחו להעביר נתונים קוונטיים על רשת באופן מהימן כל ההתקדמות הזו תהיה חסרת משמעות. בעיה אחת משמעותית של נתונים קוונטיים היא נטייתם "ללכת לאיבוד" כאשר הם מועברים על פני מרחקים ארוכים, ולכן מדענים כבר מחפשים דרכים לחלק את הרשת למקטעים קטנים יותר שיחוברו כדי שיחלקו את אותו המצב הקוונטי.

רשתות האינטרנט הנוכחיות חוות בעיה דומה עבורה אנו משתמשים במגברים שקוראים ומגבירים את אות הוויפי כך שיישאר שלם לאורך מרחקים ארוכים. למרבה הצער השיטה הזו לא פועלת עם נתונים קוונטיים משום שכל ניסיון לקרוא או להעתיק אותם יהרוס אותם – זו הסיבה שיש לאחסן ולאחזר מידע קוונטי ברחבי הרשת כדי להעביר נתונים על פני מרחקים ארוכים, מה שדורש התקן זיכרון קוונטי.

על פי Interesting Engineering, גישה אחת לשיתוף מידע קוונטי היא באמצעות פוטונים שזורים (מכיוון שהחלקיקים שזורים ולא ניתן להבין אותם בנפרד), אבל שיתוף הפוטונים שזורים למרחקים ארוכים דורש שני מכשירים שונים כדי ליצור, לאחסן ולאחזר אותם על גבי הרשת. מדענים התקשו ליצור את המכשירים האלה משום שגילו כי קשה מאוד ליצור פוטונים שזורים לפי דרישה ולפתח זיכרון קוונטי תואם לאחסן אותם. הסיבה העיקרית לכך היא שהמכשירים משתמשים באורכי גל שונים ומתקשים להתממשק.

מדענים באימפריאל קולג', אוניברסיטת סאות'המפטון, אוניברסיטת שטוטגרט ואוניברסיטת וורצבורג שיתפו פעולה כדי לפתור בעיה זו על ידי פיתוח מכשיר המשתמש באותו אורך גל. מכשיר זה יצר פוטונים לא שזורים (הנקראים גם נקודות קוונטיות) שהועברו דרך מערכת זיכרון קוונטית שאחסנה אותם בעזרת אטומי רובידיום. המדענים לאחר מכן השתמשו בלייזר כדי "להדליק ולכבות" את הזיכרון ולשחרר את הפוטונים לפי דרישה.

חשוב לציין כי בנוסף, אורך הגל המשמש את המכשיר תואם לתשתית הסיבים האופטיים המשמשת כיום בעולם, מה שיקל מאוד על הפריסה בסופו של דבר כאשר מחשבים קוונטיים יהיו מוכנים לשימוש המוני.

המדענים מדווחים כי הצעדים הבאים שלהם יהיו לשפר את המערכת על ידי הפחתת הגודל שלה, והגדלת משך אחסון הפוטונים.