Αυτή η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο Science Advances , ανοίγει νέες δυνατότητες στον κβαντικό υπολογισμό και τη μετάδοση πληροφοριών.
Τι σημαίνει να υπάρχεις σε 37 διαστάσεις;
Φανταστείτε ότι ένα σωματίδιο φωτός (ένα φωτόνιο) είναι σαν παίκτης σε ένα βιντεοπαιχνίδι, αλλά αντί να κινείται προς τρεις μόνο κατευθύνσεις (αριστερά-δεξιά, εμπρός-πίσω, πάνω-κάτω), έχει 37 διαφορετικές διαδρομές για να ταξιδέψει ταυτόχρονα. Αυτό δεν είναι κάτι που μπορούμε να δούμε στον κανονικό κόσμο, αλλά στον κβαντικό κόσμο, είναι δυνατό.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια ειδική τεχνική που ονομάζεται πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου, η οποία τους επιτρέπει να ελέγχουν το φως σε διαφορετικές στιγμές και να συνδυάζουν αυτές τις παραλλαγές σε ένα μόνο σωματίδιο. Με αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να κάνουν ένα μόνο φωτόνιο να έχει 37 διαφορετικές καταστάσεις ταυτόχρονα, κάτι που προηγουμένως φαινόταν αδύνατο.
Για να επιτύχουν αυτό το αποτέλεσμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οπτικές ίνες και διαμορφωτές υψηλής ταχύτητας. Ουσιαστικά, δημιούργησαν έναν «επεξεργαστή φωτός» που χειρίζεται τα φωτόνια με εξαιρετική ακρίβεια.
Αυτό που είναι απίστευτο με αυτό το πείραμα είναι ότι δεν βασίζεται σε ένα μόνο κβαντικό τέχνασμα, αλλά μάλλον σε συνδυασμό προηγμένων τεχνικών που επιτρέπουν την αύξηση της πολυπλοκότητας των καταστάσεων φωτός χωρίς την ανάγκη για τεράστια ή ακριβά συστήματα.
Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο δείχνει ότι το φως μπορεί να υπάρχει σε πολλές διαστάσεις ταυτόχρονα , αλλά θα μπορούσε επίσης να αλλάξει το μέλλον των κβαντικών υπολογιστών. Ο κβαντικός υπολογιστής χρησιμοποιεί σωματίδια όπως τα φωτόνια για να εκτελέσει υπολογισμούς που θα ήταν αδύνατος για έναν κανονικό υπολογιστή.
Έχοντας 37 διαστάσεις σε ένα μόνο φωτόνιο, οι επιστήμονες μπορούν να επεξεργαστούν περισσότερες πληροφορίες ταυτόχρονα , κάτι που θα μπορούσε να κάνει τους κβαντικούς υπολογιστές ταχύτερους και πιο αποτελεσματικούς. Ανοίγει επίσης την πόρτα σε πιο ασφαλείς μορφές επικοινωνίας, καθώς οι πληροφορίες που κωδικοποιούνται σε αυτές τις πολλαπλές διαστάσεις θα ήταν σχεδόν αδύνατο να παραβιαστούν .
Αν και αυτό το πείραμα είναι μόνο ένα πρώτο βήμα, ήδη διερευνώνται πρακτικές εφαρμογές. Στο μέλλον, θα μπορούσαμε να δούμε εξαιρετικά γρήγορα και ασφαλή δίκτυα επικοινωνίας ή κβαντικούς υπολογιστές ικανούς να λύνουν προβλήματα που σήμερα φαίνονται αδύνατα.
Το φως ήταν ένα θεμελιώδες εργαλείο στην επιστήμη και την τεχνολογία, αλλά αυτή η ανακάλυψη μας δείχνει ότι έχει ακόμα μυστικά να αποκαλύψει. Με αυτές τις εξελίξεις, πλησιάζουμε όλο και πιο κοντά σε έναν κόσμο όπου οι κανόνες της κβαντικής φυσικής θα μεταμορφώσουν τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε το σύμπαν και αναπτύσσουμε την τεχνολογία.
photo: pixabay
