اپتیک و کوانتوم

روش‌های رمزگذاری مرسوم بر الگوریتم‌های پیچیده ریاضی و محدودیت‌های قدرت محاسباتی جاری تکیه دارند. با این حال، با ظهور رایانه های کوانتومی، این روش ها به طور فزاینده ای آسیب پذیر می شوند و توزیع کلید کوانتومی (QKD) را ضروری می کند. QKD فناوری است که از خواص منحصر به فرد فیزیک کوانتومی برای انتقال امن داده ها استفاده می کند. این روش در طول سال ها به طور مداوم بهینه شده است، اما ایجاد شبکه های بزرگ به دلیل محدودیت های منابع نور کوانتومی موجود چالش برانگیز بوده است.

محققان دانشگاه توئنته هلند به بینش های مهمی در مورد فوتون ها، ذرات بنیادی تشکیل دهنده نور، دست یافته اند. فوتون‎ها نسبت به الکترون‌های اطراف اتم‌ها با شگفت‌آوری بیشتری رفتار می‌کنند، در حالی که کنترل آنها بسیار آسان‌تر است. این بینش‌های جدید، کاربردهای گسترده‌ای از روشنایی LED هوشمند گرفته تا بیت‌های فوتونیکی جدید از اطلاعات کنترل شده با مدارهای کوانتومی و نانوحسگرهای حساس دارند. نتایج آنها در Physical Review B منتشر شده است.

دانشمندان در ایجاد روشی جدید برای انتقال اطلاعات کوانتومی با استفاده از ذرات نور به نام qudits به پیشرفت قابل توجهی دست یافته اند. این qudit ها نوید اینترنت کوانتومی آینده را می دهند که هم امن و هم قدرتمند است. این مطالعه در مجله eLight منتشر شده است.

مهندسان EPFL دستگاهی ساخته اند که می تواند گرما را در دماهای پایین¬تر از فضای بیرونی به ولتاژ الکتریکی تبدیل کند. این نوآوری می تواند به غلبه بر یک مانع مهم بر سر راه پیشرفت فناوری های محاسبات کوانتومی که برای عملکرد بهینه به دمای بسیار پایین نیاز دارند، کمک کند.

محققان کره جنوبی با موفقیت فناوری تولید انبوه لیزرهای نقطه کوانتومی را توسعه دادند که به طور گسترده در مراکز داده و ارتباطات کوانتومی استفاده می شود. این پیشرفت راه را برای کاهش هزینه تولید لیزرهای نیمه هادی به یک ششم هزینه فعلی هموار می کند.

محققان باندهای الکترونی جدیدی را کشف کردند که راه را برای توسعه مواد کوانتومی پیشرفته هموار می کند. در مطالعه‌ای که در Nature Communications منتشر شد، تیمی از دانشمندان به رهبری Qimiao Si از دانشگاه رایس وجود باندهای الکترونی مسطح در سطح فرمی را پیش‌بینی کردند، یافته‌ای که می‌تواند اشکال جدیدی از محاسبات کوانتومی و دستگاه‌های الکترونیکی را فعال کند.

رسول ملک‌فر، رئیس دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت مدرس زائر بیت الله الحرام، در مکه درگذشت.

محققان در ETH زوریخ نشان داده‌اند که حالت‌های کوانتومی اسپین‌های تک الکترون را می‌توان توسط جریان‌های الکترون‌هایی که اسپین‌های آن‌ها به طور مساوی در یک راستا قرار دارند، کنترل کرد. در آینده می توان از این روش در المان های مدار الکترونیکی استفاده کرد.

اگر بتوانیم از فناوری‌ها و زیرساخت‌های مخابراتی موجود استفاده کنیم، ساخت اینترنت کوانتومی بسیار آسان‌تر خواهد بود.

یکی از غیر شهودی‌ترین جنبه‌های فیزیک کوانتومی این ایده است که یک سیستم کوانتومی، بر خلاف یک سیستم فیزیکی که توسط فیزیک روزمره جهان ماکروسکوپی اداره می‌شود، می‌تواند در دو حالت همزمان وجود داشته باشد، حتی اگر این حالت‌ها متناقض باشند. این اصل برهم نهی نامیده می شود و حالت ها به عنوان امواج همپوشانی توصیف می شوند.