నార్త్‌వెస్టర్న్ యూనివర్శిటీ ఇంజనీర్లు ఇప్పటికే ఇంటర్నెట్ ట్రాఫిక్‌ను మోసుకెళ్లే ఫైబర్‌ఆప్టిక్ కేబుల్ ద్వారా క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్‌ను విజయవంతంగా ప్రదర్శించారు.
డిస్ట్రిబ్యూట్ చేయబడిన క్వాంటం సెన్సింగ్ లేదా కంప్యూటింగ్ అప్లికేషన్‌లకు అవసరమైన ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్‌ను సులభతరం చేయడం — ఇప్పటికే ఉన్న ఇంటర్నెట్ కేబుల్‌లతో క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌ను కలపడం యొక్క కొత్త అవకాశాన్ని ఈ ఆవిష్కరణ పరిచయం చేసింది.
ఈ అధ్యయనం శుక్రవారం (డిసెంబర్ 20) జర్నల్‌లో ప్రచురించబడుతుంది ఆప్టిక్స్.
“ఇది చాలా ఉత్తేజకరమైనది ఎందుకంటే ఇది సాధ్యమేనని ఎవరూ అనుకోలేదు” అని అధ్యయనానికి నాయకత్వం వహించిన నార్త్ వెస్ట్రన్ ప్రేమ్ కుమార్ అన్నారు. “మా పని తదుపరి తరం క్వాంటం మరియు క్లాసికల్ నెట్‌వర్క్‌ల వైపు ఏకీకృత ఫైబర్‌ఆప్టిక్ అవస్థాపనను పంచుకునే మార్గాన్ని చూపుతుంది. ప్రాథమికంగా, ఇది క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌లను తదుపరి స్థాయికి నెట్టడానికి తలుపులు తెరుస్తుంది.”
క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌లో నిపుణుడు, కుమార్ నార్త్‌వెస్టర్న్‌లోని మెక్‌కార్మిక్ స్కూల్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్‌లో ఎలక్ట్రికల్ మరియు కంప్యూటర్ ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్, అక్కడ అతను సెంటర్ ఫర్ ఫోటోనిక్ కమ్యూనికేషన్ అండ్ కంప్యూటింగ్‌కు దర్శకత్వం వహిస్తాడు.
కాంతి వేగంతో మాత్రమే పరిమితం చేయబడింది, క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్ కమ్యూనికేషన్‌లను దాదాపు తక్షణమే చేయగలదు. ఈ ప్రక్రియ క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా పనిచేస్తుంది, ఈ సాంకేతికతలో రెండు కణాలు వాటి మధ్య దూరంతో సంబంధం లేకుండా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. సమాచారాన్ని అందించడానికి భౌతికంగా ప్రయాణించే కణాలకు బదులుగా, చిక్కుకున్న కణాలు భౌతికంగా మోసుకెళ్లకుండా చాలా దూరాలకు సమాచారాన్ని మార్పిడి చేస్తాయి.
“ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్స్‌లో, అన్ని సంకేతాలు కాంతిగా మార్చబడతాయి” అని కుమార్ వివరించారు. “క్లాసికల్ కమ్యూనికేషన్‌ల కోసం సాంప్రదాయిక సంకేతాలు సాధారణంగా మిలియన్ల కాంతి కణాలను కలిగి ఉంటాయి, క్వాంటం సమాచారం ఒకే ఫోటాన్‌లను ఉపయోగిస్తుంది.”
కుమార్ యొక్క కొత్త అధ్యయనానికి ముందు, సాంప్రదాయిక జ్ఞానం వ్యక్తిగత ఫోటాన్‌లు శాస్త్రీయ సమాచార ప్రసారాలను మోసే మిలియన్ల కాంతి కణాలతో నిండిన కేబుల్‌లలో మునిగిపోతాయని సూచించింది. ఇది అతివేగంగా వెళ్లే భారీ-డ్యూటీ ట్రక్కుల రద్దీగా ఉండే సొరంగం గుండా నావిగేట్ చేయడానికి ప్రయత్నించే నాసిరకం సైకిల్ లాగా ఉంటుంది.
అయితే, కుమార్ మరియు అతని బృందం, సున్నితమైన ఫోటాన్‌లు రద్దీగా ఉండే ట్రాఫిక్‌ను దూరం చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని కనుగొన్నారు. ఫైబర్ ఆప్టిక్ కేబుల్స్‌లో కాంతి ఎలా చెల్లాచెదురు అవుతుందనే దానిపై లోతైన అధ్యయనాలు నిర్వహించిన తర్వాత, పరిశోధకులు తమ ఫోటాన్‌లను ఉంచడానికి తక్కువ రద్దీగా ఉండే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని కనుగొన్నారు. అప్పుడు, వారు సాధారణ ఇంటర్నెట్ ట్రాఫిక్ నుండి శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి ప్రత్యేక ఫిల్టర్‌లను జోడించారు.
“కాంతి ఎలా చెల్లాచెదురుగా ఉందో మేము జాగ్రత్తగా అధ్యయనం చేసాము మరియు మా ఫోటాన్‌లను న్యాయపరమైన పాయింట్‌లో ఉంచాము, అక్కడ ఆ చెదరగొట్టే విధానం కనిష్టీకరించబడుతుంది” అని కుమార్ చెప్పారు. “మేము ఏకకాలంలో ఉన్న క్లాసికల్ ఛానెల్‌ల నుండి జోక్యం లేకుండా క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌ను నిర్వహించగలమని మేము కనుగొన్నాము.”
కొత్త పద్ధతిని పరీక్షించడానికి, కుమార్ మరియు అతని బృందం ఇరువైపులా ఫోటాన్‌తో 30 కిలోమీటర్ల పొడవున్న ఫైబర్ ఆప్టిక్ కేబుల్‌ను ఏర్పాటు చేశారు. అప్పుడు, వారు ఏకకాలంలో దాని ద్వారా క్వాంటం సమాచారాన్ని మరియు సాధారణ ఇంటర్నెట్ ట్రాఫిక్‌ను పంపారు. చివరగా, మధ్య బిందువు వద్ద క్వాంటం కొలతలు చేయడం ద్వారా టెలిపోర్టేషన్ ప్రోటోకాల్‌ను అమలు చేస్తున్నప్పుడు వారు స్వీకరించే ముగింపులో క్వాంటం సమాచారం యొక్క నాణ్యతను కొలుస్తారు. క్వాంటం సమాచారం విజయవంతంగా ప్రసారం చేయబడిందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు — బిజీగా ఉన్న ఇంటర్నెట్ ట్రాఫిక్‌తో కూడా.
తరువాత, కుమార్ ప్రయోగాలను ఎక్కువ దూరాలకు విస్తరించాలని యోచిస్తున్నాడు. అతను చిక్కుకుపోయిన ఫోటాన్‌ల యొక్క రెండు జతలను ఉపయోగించాలని యోచిస్తున్నాడు — ఒక జత కాకుండా — చిక్కు మార్పిడిని ప్రదర్శించడానికి, పంపిణీ చేయబడిన క్వాంటం అప్లికేషన్‌లకు దారితీసే మరొక ముఖ్యమైన మైలురాయి. చివరగా, అతని బృందం ల్యాబ్‌లోని స్పూల్స్‌పై కాకుండా వాస్తవ-ప్రపంచ ఇన్‌గ్రౌండ్ ఆప్టికల్ కేబుల్‌లపై ప్రయోగాలు చేసే అవకాశాన్ని అన్వేషిస్తోంది. కానీ, ఇంకా ఎక్కువ పని ఉన్నప్పటికీ, కుమార్ ఆశాజనకంగా ఉన్నాడు.
“క్వాంటం టెలిపోర్టేషన్‌కు భౌగోళికంగా సుదూర నోడ్‌ల మధ్య క్వాంటం కనెక్టివిటీని సురక్షితంగా అందించే సామర్థ్యం ఉంది” అని కుమార్ చెప్పారు. “కానీ చాలా మంది వ్యక్తులు కాంతి కణాలను పంపడానికి ప్రత్యేకమైన మౌలిక సదుపాయాలను ఎవరూ నిర్మించరని చాలా కాలంగా ఊహిస్తున్నారు. మనం తరంగదైర్ఘ్యాలను సరిగ్గా ఎంచుకుంటే, మనం కొత్త మౌలిక సదుపాయాలను నిర్మించాల్సిన అవసరం లేదు. క్లాసికల్ కమ్యూనికేషన్‌లు మరియు క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌లు సహజీవనం చేయగలవు.”
