طور الباحثون في جامعة كولومبيا البريطانية نموذجًا نظريًا لجهاز يمكن أن يصبح عنصرًا رئيسيًا في الإنترنت الكمومي المستقبلي. نحن نتحدث عن رقاقة على قاعدة السيليكون التي يمكنها تحويل الإشارات بين الميكروويف والنطاق البصري مع كفاءة تصل إلى 95 ٪ ولا يوجد ضوضاء تقريبًا. هذا ضروري لأجهزة الكمبيوتر الكم للتحدث مع بعضها البعض لمسافة طويلة. تم نشر العمل في مجلة NPJ Quantum.
يستخدم الكمبيوتر الكم الميكروويف لمعالجة المعلومات. ومع ذلك ، لنقل هذه المعلومات إلى المسافة على سبيل المثال ، بين المدن أو العلامات البصرية الدول ضرورية ، يتم نقلها عبر كابل الألياف البصرية. المشكلة هي أن الحالة الكمومية هشة للغاية وعندما تحويل الإشارة ، حتى أصغر تشوه يمكن أن يدمر ظاهرة الارتباك الكمي.
الأداة المساعدة هي مفتاح التواصل الكمي: فهو يسمح لقربين أن يكونا مرتبطين بالمسافة بينهما. فقدان هذا المركب يعني فقدان جميع مزايا الكم. يقترح الباحثون الجهاز لحل المشكلات.
إنه مثل إيجاد مترجم يفهم كل كلمة تقريبًا ، يحتفظ بالمعنى ولا يضيف ضوضاء الخلفية ، كما أوضح السيد محمد خليفة ، مؤلف الدراسة.
هذا الجهاز عبارة عن رقاقة من السيليكون مع عيوب مغناطيسية تم إنشاؤها بشكل مصطنع – وهي “فجوة” صغيرة مدمجة في المادة التي تتيح لك التحكم في سماتها. عندما يكون للميكروويف والإشارة البصرية تردد معين يتم توفيره إلى الشريحة ، فإن الإلكترونات في هذه العيوب تحول هذه الإشارة إلى إشارة أخرى دون امتصاص الطاقة ، مما يتجنب عدم الاستقرار وفقدان الحرارة.
إن خصوصية التصميم هي أنها كفاءة الطاقة (تتطلب فقط ملايين واط من واط) وهي قادرة على توسيع نطاق ، حيث يمكن إنشاؤها باستخدام تقنيات إنتاج الرقائق القياسية.
لا تقوم أجهزتنا بتحويل الإشارات فحسب – فهي لا تزال تحتفظ بالاتصال الكمومي ، وهو أمر مهم للغاية.
على الرغم من أن التطوير لم يكن موجودًا إلا في شكل نموذج نظري ، إلا أنه يفتح الطريق لإنشاء شبكات الكم الفعلية. يمكن دمج محولات السيليكون في البنية التحتية للاتصالات الحالية باستخدام خطوط إنتاج الرقائق الدقيقة الحديثة.