أبحاث في جامعة آيوا اكتشفت طريقة لتنقية الفوتونات، ويعتبر هذا الإنجاز خطوة كبيرة قد تحسن أداء وأنظمة الحوسبة والاتصالات الكمومية وأمانها. وفقًا لدراسة حديثة، وجد الفريق أن الفوتونات غير المرغوب فيها التي تنتجها الليزر يمكن إلغاؤها عن طريق ضبط الضوء بعناية، مما يؤدي إلى تيار من الفوتونات المفردة أكثر نقاء.

استخدم الباحثون، بقيادة رافيتج أوبو، نماذج حسابية لتحديد كيفية تقليل التداخل والحصول على تيار مستمر من فوتونات مفردة. ويمكن أن يجعل هذا التطور الحوسبة والاتصالات الكمومية أكثر موثوقية وأمانًا، حيث أن الفوتونات المفردة هي شرط أساسي لهذه التكنولوجيا. ويمكن أن تساعد هذه الأعمال أيضًا على دفع تقنية الكم الفوتونية أقرب إلى الاستخدام في العالم الحقيقي.

تشير نتائج الفريق إلى أن الفوتونات غير المرغوب فيها، والتي يشار إليها غالبًا باسم "الضوضاء"، يمكن استخدامها لتنظيف الأنظمة الكمومية بدلاً من تعطيلها. عن طريق ضبط الضوء بعناية، تمكن الباحثون من إلغاء الضوضاء وإنتاج تيارًا أكثر استمرارًا من الفوتونات المفردة. ويمكن أن يكون هذا النهج مفيدًا بشكل خاص في الحوسبة الكمومية، حيث يمكن أن تؤثر حتى كميات صغيرة من الضوضاء بشكل كبير على أداء النظام.

وفقًا لأوبو، فإن تطوير هذه الطريقة هو خطوة كبيرة إلى الأمام لمجال تقنية الكم. "هذا العمل يظهر أننا يمكن أن نستخدم الفوتونات نفسها التي تسبب المشاكل لتنظيف النظام في الواقع"، قال. "إنه تغيير لعب في مجال الحوسبة والاتصالات الكمومية".

استخدام الفوتونات المفردة في تقنية الكم هو أمر بالغ الأهمية للاتصالات الآمنة والحوسبة الموثوقة. يمكن استخدام الفوتونات المفردة لتشفير وفك تشفير المعلومات بطريقة مقاومة للتجسس والتداخل. ومع ذلك، فإن إنتاج الفوتونات المفردة غالبًا ما يعاني من الضوضاء، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على أداء النظام.

يمكن أن يكون اكتشاف باحثي جامعة آيوا له آثار كبيرة على تطوير تقنية الكم. ويمكن أن تمكن القدرة على إنتاج ضوء نقي للغاية من إنشاء أنظمة حوسبة كمومية أكثر موثوقية وأمانًا، بالإضافة إلى شبكات اتصالات أكثر كفاءة. ويمكن أن يفتح هذا العمل أيضًا الطريق لتطوير تكنولوجيا جديدة تعتمد على الكم، مثل التشفير الكمومي و模拟 الكم.

تم نشر نتائج الدراسة في عدد حديث من مجلة علمية، والباحثون يعملون حاليًا على تطبيق طريقةهم على الأنظمة في العالم الحقيقي. ويعمل الفريق أيضًا على استكشاف التطبيقات المحتملة لاكتشافهم، بما في ذلك تطوير تكنولوجيا جديدة تعتمد على الكم وتحسين الأنظمة الحالية.

في أخبار ذات صلة، يعمل باحثون في مؤسسات أخرى على تطوير أساليب جديدة لإنتاج ضوء نقي للغاية. في حين أن اكتشاف فريق جامعة آيوا هو خطوة كبيرة إلى الأمام، فمن المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير لتحقيق إمكانات هذه التكنولوجيا بالكامل.