دست‌یابی به داده‌های بیش‌تر در بازخوانیِ اطلاعاتِ فوتون‌ها !

[∆ MeRzaD ∆]

پژوهش‌گران به روشی نوین برای تعیینِ حالتِ کوانتومیِ فوتون‌ها و بازخوانیِ اطلاعاتِ رمزنگاری‌شده در آن‌ها دست یافته‌اند. با این روش می‌توان به اطلاعاتِ موجود در نوفه‌های ناشی از افت‌وخیز‌های کوانتومی نیز دست‌رسی داشت.

تقریباً هر طرح و نقشه‌ی کاربردی در ارتباطاتِ کوانتومی، هم‌چون رمزنگاری و دورترارسانی، بر این پایه استوار است که فوتون‌ها اطلاعات را اندوخته و حمل کرده و «رمزگشاها» این اطلاعات را دوباره بازیابی کنند. این رمزگشاها برای تعیینِ حالتِ کوانتومیِ یک فوتون، ترفندهای گوناگونی را به کار می‌بندند اما این احتمال وجود دارد که برخی جنبه‌های ویژه‌ی افت‌وخیزهای کوانتومی، از دیدِ این رمزگشاها پنهان بماند و این مشکلی رایج در این فرآیند است. درواقع گونه‌ای «نوفه» در سرشتِ موجوداتِ کوانتومی نهفته است و این موجودات، با وجودِ این نوفه‌ها می‌توانند اطلاعات را جابه‌جا کنند. فیلیپه باربوسا (Felippe Barbosa) از دانش‌گاهِ سائوپائولو در برزیل به همراهِ هم‌کارانش در رشته‌ای از مقاله‌ها که در Physical Review Letters و Physical Review A به چاپ رسیده‌اند، برای تعیینِ حالتِ کوانتومیِ فوتون‌ها، روشِ کامل‌تری ارایه کرده‌اند. روش‌های نوینِ ارتباطی در آینده خواهند توانست این فزونیِ اطلاعات که توسطِ افت‌وخیزهای کوانتومی جابه‌جا می‌شوند را به کار گیرند و ترفند ارائه‌شده توسطِ این پژوهش‌گران که «آشکارسازیِ تشدیدگر» نامیده می‌شود، کمکِ شایانی برای این روش‌های نوین خواهد بود.

 
روشِ استاندارد برای تعیینِ حالتِ کوانتومیِ فوتون‌ها آن است که دامنه‌ی آن‌ها را با یک چشمه‌ی نوریِ مرجع مقایسه می‌کنند. در این روش که «آشکارسازیِ هوموداین (homodyne)» نامیده می‌شود، نمی‌توان تشخیص داد که انرژی چگونه میانِ بینابِ افت‌وخیزهای کوانتومی پخش شده است، درست مانندِ گوش‌سپردن به نوای یک ارکستر که در آن نمی‌توان تفاوتِ میانِ شدتِ‌ (صدای برآمده از) آلاتِ موسیقیِ متفاوت را دریافت. باربوسا و هم‌کارانش نشان داده‌اند که اگر کاواکِ تشدیدگری را به طورِ مناسب تنظیم کرده و در ابتدا فوتون‌ها را از میانِ این کاواک بگذرانند، آن‌گاه این توزیعِ انرژی قابلِ آشکارسازی خواهد شد. در آزمایشی که این گروه انجام داده‌اند نشان داده می‌شود که در روشِ آشکارسازیِ هوموداین، فوتون‌هایی که حالت‌های کوانتومیِ آن‌ها دارای مشخصه‌های نوفه‌ایِ اندکی متفاوت است، یکسان به نظر می‌رسند، درحالی‌که روشِ آشکارسازیِ تشدیدگر این توانایی را دارد که متفاوت‌بودنِ این حالت‌ها را تشخیص دهد.