Dolaşan fotonlar kvant hesablamaları və kommunikasiyalar üçün inanılmaz vədlər versə də, onların böyük bir mənfi cəhətləri var. Bir istifadədən sonra onlar sadəcə yox olurlar.

Şimal-Qərb Universitetinin fizikləri yeni araşdırmada daim dəyişən, gözlənilməz kvant şəbəkəsində kommunikasiyaları saxlamaq üçün yeni strategiya təklif edirlər. Tədqiqatçılar bu itən əlaqələri bərpa etməklə, şəbəkənin fərqli də olsa, sabit bir vəziyyətə düşdüyünü tapdılar.

Tədqiqatçıların fikrincə, açar şəbəkənin işləməyə davam etməsini təmin etmək üçün kifayət qədər sayda əlaqə əlavə etməkdir. Həddindən artıq əlaqə əlavə etmək, resursları həddən artıq yükləmək, yüksək qiymətə səbəb olur. Lakin çox az bağlantı əlavə etmək istifadəçi tələbini ödəyə bilməyən parçalanmış şəbəkə ilə nəticələnir.

Tapıntılar potensial olaraq ildırım sürətində hesablamalar və ultra təhlükəsiz rabitə üçün optimal dizayn edilmiş kvant şəbəkələrinə səbəb ola bilər.

Tədqiqat Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

“Bir çox tədqiqatçılar bütün dünyada daha böyük və daha yaxşı kvant kommunikasiya şəbəkələrinin qurulması üçün əhəmiyyətli səylər göstərirlər ” dedi Northwestern-dən İstván Kovács, tədqiqatın baş müəllifi. “Ancaq kvant şəbəkəsi istifadəçilərin üzünə açılan kimi yanır. Bu, körpünü keçib arxanızda onu yandırmağa bənzəyir. Müdaxilə etmədən şəbəkə sürətlə sökülür.

“Bu problemi həll etmək üçün biz sadə istifadəçilər modelini hazırladıq. Hər kommunikasiya hadisəsindən sonra əlaqəsi kəsilmiş qovşaqlar arasında sabit sayda körpülər və ya keçidlər əlavə etdik. Hər bir kommunikasiya hadisəsindən sonra kifayət qədər çox sayda keçid əlavə etməklə biz şəbəkəni qoruduq. əlaqə”.

Mürəkkəb sistemlər üzrə mütəxəssis olan Kovács Şimal-Qərbdəki Weinberg İncəsənət və Elmlər Kollecində fizika və astronomiya üzrə dosentdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737697550&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-physicists-bridge-strategy-stabilize-quantum.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY3Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY3Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1737697550420&bpp=1&bdt=87&idt=148&shv=r20250121&mjsv=m202501160401&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737697379%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737697379%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737697379%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7944765562567&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2088&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95349947%2C95351182%2C31089715%2C95332590%2C95347432&oid=2&pvsid=1580455316125673&tmod=1660116698&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=152

İtməkdə olan bağlantılar şəbəkəsi

Kvant şəbəkələri , aralarındakı məsafədən asılı olmayaraq, iki hissəciyin bağlı olduğu bir fenomen olan kvant dolaşıqlığından istifadə etməklə işləyir . Kvant kommunikasiyası üzrə mütəxəssis və tədqiqatın ilk müəlliflərindən biri olan Xianqi Meng, dolaşıqlığı “ürkütməli”, lakin təsirli bir mənbə kimi təsvir edir. Tədqiqat zamanı Menq Kovács qrupunda elmi işçi idi, lakin indi Nyu Yorkdakı Rensselaer Politexnik İnstitutunda fizika üzrə dosentdir.

Menq deyib: “Kvant dolaşıqlığı kvant hissəcikləri arasında ürküdücü, məkan-zamana zidd korrelyasiyadır”. “Bu, kvant hissəciklərinin bir-biri ilə danışmasına imkan verən resursdur, beləliklə, onlar heç bir dinləyicinin mesajlarını ələ keçirə bilməməsini təmin etməklə birlikdə mürəkkəb tapşırıqları yerinə yetirə bilərlər.”

İki kompüter dolaşıq keçidlərdən istifadə edərək əlaqə qurduqda, bu ünsiyyətdə iştirak edən əlaqələr yox olur. Rabitə aktının özü əlaqənin kvant vəziyyətini dəyişdirərək onu sonrakı kommunikasiyalar üçün yararsız edir.

“Klassik rabitədə infrastruktur çoxlu, çoxlu mesajları idarə etmək üçün kifayət qədər imkanlara malikdir” dedi Kovacs. “Kvant şəbəkəsində hər bir keçid yalnız bir məlumat göndərə bilər. Sonra dağılır.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Sehrli nömrəni təyin etmək

Şəbəkələrin daimi dəyişiklik altında necə davrandığını daha yaxşı başa düşmək üçün Kovács və komandası kvant şəbəkəsi daxilində sadələşdirilmiş istifadəçilər modelini qurdu. Birincisi, tədqiqatçılar istifadəçilərə təsadüfi olaraq ünsiyyət quracaqları digər istifadəçiləri seçməyə imkan verdilər. Sonra həmin istifadəçilər arasında ən qısa, ən səmərəli ünsiyyət yolunu tapdılar və bu yoldakı bütün əlaqələri sildilər. Bu, hər bir kommunikasiya hadisəsi ilə şəbəkənin tədricən sıradan çıxdığı “yol sızması” yaratdı.

Bu problemi araşdırdıqdan sonra Kovaç və komandası həll yolu təklif etməyə çalışdılar. Modelləşdirmə yolu ilə onlar hər bir ünsiyyət hadisəsindən sonra əlavə ediləcək bağlantıların dəqiq sayını tapdılar. Bu rəqəm şəbəkənin saxlanması və şəbəkənin parçalanması arasındakı kritik sərhəddə yerləşir. Təəccüblüdür ki, komanda kritik rəqəmin yalnız istifadəçilərin sayının kvadrat kökü olduğunu tapdı. Məsələn, 1 milyon istifadəçi varsa, o zaman şəbəkə vasitəsilə göndərilən hər 1 kubit məlumat üçün 1000 keçid yenidən əlavə edilməlidir.

“Bu rəqəmin istifadəçilərin sayı ilə xətti və ya bəlkə də ünsiyyət qura bilən istifadəçi cütlərinin sayı ilə kvadrat şəkildə artacağını gözləmək təbii olardı” dedi Kovacs. “Biz aşkar etdik ki, kritik rəqəm həqiqətən istifadəçilərin sayı ilə müqayisədə çox kiçik bir hissədir. Lakin bundan az əlavə etsəniz, şəbəkə dağılacaq və insanlar ünsiyyət qura bilməyəcəklər.”

Kovács bu məlumatın potensial olaraq başqalarına uğursuzluqlara dözə bilən optimallaşdırılmış, möhkəm kvant şəbəkəsi yaratmağa kömək edə biləcəyini nəzərdə tutur. Digər bağlantılar yox olduqda, yeni bağlantılar avtomatik olaraq əlavə edilə bilər – daha davamlı şəbəkə yaradır.

“Klassik internet tam möhkəm olmaq üçün qurulmayıb” dedi Kovacs. “Təbii ki, texnoloji məhdudiyyətlər və istifadəçi davranışı səbəbindən yaranıb. O, nəzərdə tutulmayıb, sadəcə baş verib. Amma indi biz kvant interneti ilə daha yaxşısını edə bilərik. Onun tam potensialına çatmasını təmin etmək üçün dizayn edə bilərik.”

Daha çox məlumat: Xiangyi Meng et al, Path Percolation in Quantum Communication Networks, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.030803 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2406.12228

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Şimal-Qərb Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir