By دان أوشي نشر 04 نوفمبر 2022
تحديث 11/4/2022: إليك أ الارتباط بالورقة مشروح بالاسفل. تم تحديث القصة أيضًا لتشمل المزيد من التعليقات من Levonian حول شبكات الكم القائمة على التشابك ، بالإضافة إلى مزيد من التفاصيل حول كيفية عمل الباحثين في هذا المشروع.
تعد Amazon Web Services وراء واحدة من أكبر خدمات الحوسبة الكمومية المستندة إلى السحابة ، ولكن AWS تقدم أيضًا مساهمات في هذا المجال من خلال البحث. أحدث تقدم بحثي ، سيتم تفصيله في ورقة من المقرر نشرها يوم الجمعة في المجلة العلم، يمكن أن يكون لها آثار كبيرة على تطور الشبكات الكمومية.
علماء من AWS مركز الشبكات الكموميةالتي تم إطلاقها في وقت سابق من هذا العام ، وجامعة هارفارد ، طوروا طريقة للسماح للذاكرة الكمومية بالعمل في درجات حرارة أعلى ، مما قد يقلل من تكاليف التبريد فائق البرودة المطلوب عادةً للحفاظ على الذكريات شديدة البرودة ، وتحسين أداء وموثوقية أجهزة إعادة الإرسال الكمومية اللازمة لتمديد مسافات الشبكات.
الباحثون ، بما في ذلك مؤلفو الأوراق البحثية ديفيد ليفونيان ، وبارت ماتشيلس ، ويانكي هوان ، وبيتر جان ستاس ، كانت قادرة على "زيادة درجة حرارة التشغيل إلى شيء يجعل أنظمة التبريد الخاصة بك أرخص بنحو 10 مرات وأصغر مما قد تحتاج إليه ، وهذا يبدأ حقًا في تحريكها [الذاكرة الكمية] نحو شيء يمكن أن يكون في رف في مركز البيانات "، قال Levonian لـ IQT News.
وشدد على أن هناك الكثير الذي يتعين القيام به قبل أن يتم تسويق هذا النوع من التقدم ، وقبل أن تنتشر الشبكات الكمومية القائمة على التشابك باستخدام مكررات الكم ، كما أن الكثير من العمل المتعلق بالشبكات الكمومية ، وبشكل أكثر تحديدًا بالمكررات الكمومية ، يبقى في المختبر. الإعداد الآن.
"الخطوات التالية ، والتي لن أضع جدولًا زمنيًا عليها ، ستكون إنشاء شبكات من أجهزة إعادة الإرسال هذه لإظهار أنه يمكنك إنشاء شبكة QKD متعددة المراحل مع مستخدمين مختلفين عبر مسافات لا تريدها" لن أكون قادراً على تحقيق ما هو متاح على الرف الآن.
أقر ليفونيان ، على الرغم من عدم كونه محددًا بشأن الجدول الزمني لـ AWS للخطوات التالية ، أن التقدم يمكن أن يساعد في تسريع التوقيت الإجمالي لنشر شبكات QKD القائمة على التشابك. وغيرها من تطبيقات الشبكات الكمومية القائمة على التشابك ، مثل السحب الكمية وشبكات أجهزة الاستشعار الكمومية. في مؤتمر IQT Fall الذي انعقد الأسبوع الماضي ، كان هناك قدر كبير من النقاش حول جدوى إعداد وقياس QKD فيما يتعلق بالتطور النهائي للشبكات القائمة على التشابك ، وكان من الواضح من هذه المناقشات أن العديد من الشركات تتابع وتزيد من تطوير كليهما. النماذج حيث تستمر البنى القائمة على التشابك في النضج والتحسين.
قال ليفونيان: "أود أن أقول إن [هذا النوع من التقدم] يدفع بالجدول الزمني [لتطوير شبكات وتطبيقات جديدة قائمة على التشابك]". "في بعض النواحي ، أعتقد أنه عندما يتحدث الناس عن خارطة الطريق ، وما هو قريب مقابل المدى الطويل ، هناك الكثير من التطبيقات المختلفة التي يمكنك استخدام الشبكات الكمية من أجلها. إذن QKD هو شيء يفعله الناس الآن ، والقدرة على فعل المزيد ، إنه في الحقيقة مجرد مسألة نوع من زيادة هذا النطاق ، وجلب قدرات جديدة. أعتقد أنه عندما يفكر الناس في الشبكات الكمومية ، فإن هناك بعض التطبيقات الرائعة الأخرى التي يعتقدون أنها تتطلب الكثير من المتطلبات للشبكة وهي ... خمس أو عشر سنوات على الطريق. "
قدم ليفونيان ، الذي كان مساعدًا باحثًا للخريجين في جامعة هارفارد قبل انضمامه إلى AWS كما في عام 2021 كعالم أبحاث كمي ، لمحة عن كيفية أداء العمل العلمي والهندسي الذي مكّن هذا التقدم - ولم يكن الأمر كله متعلقًا بالكم: "ما فعله الفريق الذي استخدمته AWS هو تصنيع الأجهزة المستخدمة في هذه التجربة وتصميمها ، لذلك هناك جزء كبير جدًا من العمل هناك…. ولكن هناك مجموعة من الأعمال التي تم إجراؤها على الضوئيات على مدار العقدين الماضيين ، وما فعلناه ببناء هذا النظام ، كان يتطلب القليل من الكم - قدرته على إسقاط عيوب السيليكون هذه في مادة يمكنها تخزين المعلومات الكمومية - ولكن حقًا الكثير من الأشياء التي يتم لفها حولها هي حقًا علوم وهندسة رائعة حول كيفية توجيه الضوء وتبديله بين أشياء مختلفة تم تطويرها لأسباب أخرى منذ 10 أو 20 عامًا. لدينا ميزة القدرة على تحقيق التقدم الذي حققه الناس في ذلك الوقت وإعادة توجيههم نحو بناء أنظمة الاتصالات الكمومية ".
وأضاف: "لإعطائك فكرة عن حجم [الفريق المشارك] ، هناك أشخاص يركزون على بناء هذه الأجهزة - تصنيع النانو - إلى غرفة الأبحاث ، والقيام بهذا النقش وتصميم الطباعة الحجرية والضوئيات. هذا فريق مكون من شخصين أو ثلاثة ... في هارفارد ، هناك مجموعة .. تركز على ذلك تحديدًا ... ثم هناك الأشخاص الذين يبنون كل الأتمتة والبصريات والإلكترونيات التي تلتف حول هذا و [أيضًا] افعل أشياء نظرية فيزياء الكم أيضًا. لذلك أقول إن الأمر يتعلق بالتقسيم بالتساوي مع مجموعات من ثلاثة أو أربعة أشخاص يعملون على كل شيء. إنها عملية معقدة للغاية ، وهذا أحد الأسباب التي تجعلني أعتقد أنه من المنطقي الخروج من المختبر والقيام به كجزء من البحث والتطوير المؤسسي. إلى جانب ذلك ، بالطبع ، فإن إمكانية تطوير أشياء مفيدة لعملائنا هي حقًا على أعتاب ما يمكنك القيام به كمجموعة أكاديمية ".
شاهد أخبار IQT عن كثب لمزيد من التحديثات لهذه القصة.
صورة: صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح (مقدمة من AWS Center for Quantum Networking) لمجموعة من الذكريات الكمومية النانوية على شريحة ماسية. يبلغ عرض الأجهزة الضوئية أجزاء من المليون من البوصة.
غطى Dan O'Shea الاتصالات والمواضيع ذات الصلة بما في ذلك أشباه الموصلات وأجهزة الاستشعار وأنظمة البيع بالتجزئة والمدفوعات الرقمية والحوسبة / التكنولوجيا الكمية لأكثر من 25 عامًا.
