ابتكر علماء من جامعة آيوا طريقة لتنقية الفوتونات باستخدام تشتت الليزر، ما قد يحسن أداء وأمان تقنيات الكم الضوئية ويعزز تطوير الحواسيب الكمومية…
توصل باحثون في جامعة آيوا إلى طريقة مبتكرة لتنقية الفوتونات، ما قد يسهم في تعزيز أداء وأمان تقنيات الكم المعتمدة على الضوء.
وتركزت الدراسة على حل مشكلتين رئيسيتين تعيقان إنتاج تدفق منتظم للفوتونات المفردة، وهو أمر أساسي للحواسيب الكمومية الضوئية وشبكات الاتصالات الآمنة.
ونُشرت الدراسة في مجلة “أوبتيكا كوانتوم”، وجرى تمويل البحث من وزارة الدفاع الأميركية وجامعة آيوا.
وتتمثل المشكلة الأولى في تشتت الليزر، حيث يؤدي تسليط الليزر على الذرة لإطلاق فوتون إلى إنتاج فوتونات إضافية غير مرغوب فيها، ما يسبب تداخلًا في الدوائر الضوئية ويقلل الكفاءة.
أما المشكلة الثانية فتحدث عندما تطلق الذرة أكثر من فوتون في الوقت نفسه، مما يخل بترتيب العمليات الكمومية ويؤثر على تدفق الفوتونات المفردة.
وأظهرت الدراسة أن هناك تشابهًا كبيرًا بين الطيف الموجي للفوتونات الإضافية وضوء الليزر نفسه، ما يتيح إمكانية ضبط الإشارتين لإلغاء بعضهما البعض. وبهذا يمكن الاستفادة من تشتت الليزر، الذي كان يُعتبر مصدر إزعاج، في تقليل الانبعاثات غير المرغوبة للفوتونات.
وأوضح الباحثون أن التحكم الدقيق في شعاع الليزر، من حيث الزاوية والشكل، يسمح بإلغاء الفوتونات الإضافية والحصول على تدفق نقي للفوتونات.
وتفتح هذه النتائج الباب أمام تسريع تطوير الحواسيب الكمومية الضوئية وأنظمة الاتصالات الأكثر أمانًا، إذا ما تم إثباتها تجريبيًا في المستقبل.
******
المصادر
عرب ٤٨
إيليت فوتو أرت
