ارسال به دوست    نسخه چاپی

به گزارش سرویس دانش و فناوری برنا، شمس‌الله سالمیان، دانشجوی مقطع دکتری دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران پژوهشی را در قالب رساله دكتری خود با عنوان «طراحی و مدلسازی تکرارکننده کوانتومی در مخابرات کوانتومی راه دور»، با راهنمایی شهرام محمدنژاد انجام داده است.

وی در مورد این طرح پژوهشی گفت: در یک سیستم مخابرات کوانتومی، اطلاعات کوانتومی از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر ارسال می‌شوند. توزیع و کنترل درهم‌تنیدگی در مقیاس جهانی از ملزومات مخابرات کوانتومی راه دور است. هم‌اکنون تنها سیستم کوانتومی مناسب برای مخابرات کوانتومی راه دور، فوتون‌ها هستند. یکی از مشکلات طرح‌های مبتنی بر فوتون، تلفات فوتون و پدیده ناهمدوسی در کانال کوانتومی است. این موضوع فاصله قابل عبور برای تک فوتون را به حدود چند ده کیلومتر در فیبرهای سیلیکایی محدود می‌کند. این مشکل را می‌توان با تقسیم فواصل طولانی به فواصل کوتاه‌تر بر طرف کرد، به‌ طوری که بتوان درهم‌تنیدگی را در این فواصل کوتاه‌تر حفظ کرد. سیستمی که این وظیفه را به عهده دارد، «تکرارکننده کوانتومی» نامیده می‌شود‌.

سالمیان ادامه داد: در این پایان‌نامه، طراحی تکرارکننده کوانتومی انجام و اجزای آن معرفی می‌شوند. ارتباط میان اجزای تشکیل دهنده و نحوه عملکرد تکرارکننده کوانتومی تشریح می‌شود. در ادامه طراحی، شبیه‌سازی و پیاده‌سازی برخی از زیر بخش‌های تکرارکننده کوانتومی انجام، و دو روش مجزا یکی مبتنی بر مدارهای مجتمع نوری و دیگری مبتنی بر ادوات نور خطی برای واحد تولید کننده زوج درهم‌تنیده ارائه می‌شود.

وی افزود: در روش مبتنی بر مدارات مجتمع نوری، از موج‌برهای توری استفاده و زوج فوتون‌های درهم‌تنیده‌ای با طول‌ موج‌های 692 نانومتر و 950 نانومتر تولید می‌شود. روش مبتنی بر ادوات نور خطی برای تولید زوج فوتون درهم‌تنیده، در محیط آزمایشگاه به‌ طور تجربی پیاده‌سازی می‌شود‌. در این سیستم تولید کننده زوج فوتون درهم‌تنیده، طول‌ موج لیزر 405 نانومتری به کریستال غیرخطی BBO تابانده شده و تعداد 88 زوج فوتون درهم‌تنیده در طول موج 810 نانومتر در بازه زمانی 30 ثانیه تولید و اندازه‌گیری شده است.

سالمیان تصریح کرد: از سوی دیگر، گیت‌های کوانتومی نظیر NOT و CNOT به روش مدارهای موج نوری طراحی و شبیه‌سازی شده و با استفاده از آن‌ها روشی برای مبادله حالات کوانتومی ارائه می‌شود. شکافنده پلاریزاسیونی پرتو به عنوان یک عنصر کلیدی در اندازه‌گیری حالات بل استفاده می‌شود‌.

وی یادآور شد: با استفاده از روش‌های مدار مجتمع نوری، طرحی تحت عنوان فیلتر پلاریزاسیونی ارائه می‌شود‌ که عملکرد آن معادل شکافنده پلاریزاسیونی پرتو است. توزیع درهم‌تنیدگی کوانتومی به عنوان زیربنای اصلی تکرارکننده کوانتومی و مخابرات کوانتومی مطرح است. پروتکل جدیدی برای توزیع درهم‌تنیدگی ارائه خواهد شد که قابلیت کشف و تصحیح خطای تغییر کیوبیت در کانال کوانتومی را داراست.