שיטה קוואנטית מאפשרת להגדיל את נפח התקליטורים

אבי בליזובסקי

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/quantumcd.html

חוק בסיסי בפיזיקה הקלאסית נפרץ על ידי שני צוותים של מדענים שחיברו חלקיקי אור באופן שמשפר את מאפייניהם הרגילים. השיטה ל"סיבוך" ("entangling") הפוטונים עשויה לאפשר בעתיד לדחוס יותר מידע לתקליטורים ולאמצעי אחסון אופטיים נוספים.

העיקרון הפיזיקלי המכונה מגבלת ההשתברות (דיפרקציה) קובע שלא ניתן לראות באמצעות קרני אור דברים שקטנים ממחצית אורך הגל. חוק זה מגביל, בין השאר, את השיעור בו ניתן לדחוס מידע בתקליטורים ואת גודל המעגלים במיקרו-שבבים. כעת התגברו החוקרים על מגבלה זו באמצעות "סיבוך" הפוטונים. התהליך מאפשר לכמה פוטונים לחלוק מצב קוואנטי מסוים, וכך הם מתנהגים כמו פוטון אחד בעל אורך גל קצר יותר ואנרגיה רבה יותר.

מורגן מיצ'ל ועמיתיו מאוניברסיטת טורונטו, קנדה "סיבכו" שלושה פוטונים שמתנהגים כמו פוטון אחד שהגל שלו קוצר לשליש. הצוות של פיליפ ואלטר מאוניברסיטת וינה, אוסטריה הצליח "לסבך" ארבעה פוטונים, וכך להכפיל פי ארבע את הדיוק של המדידות. חוקרים נוספים ביצעו פעולות דומות בשני פוטונים, אך נדרשו שנים רבות כדי להצליח לשלוט בפוטונים מרובים. "מצבים כאלה אינם קיימים בטבע, ויצירתם הייתה קשה מאוד" אומר ג'ף לנדין מהצוות בטורונטו.

הצוות של לנדין ירה מלייזר בו זמנית צמד פוטונים "מסובכים" ופוטון בודד – משני עבריו של לוח זכוכית מחזיר אור. שלושת הפוטונים "הסתבכו" אך ורק כאשר הנתיבים שלהם התאחדו לאחר מעבר המכשול. ואלטר ועמיתיו ביצעו פעולה דומה בעזרת שני זוגות של פוטונים "מסובכים". בשיטות כאלה ניתן ליצור קבוצות גדולות של פוטונים "מסובכים" על מנת לבצע מדידות מדויקות יותר ולדחוס יותר מידע.

"אפשר בהחלט לצפות ליישומים מסחריים המתבססים על שיטות אלה" – מציין דירק בואומיסטר, פיזיקאי מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, בגיליון של כתב העת Nature בו מתוארות תוצאות המחקרים של שני הצוותים. לדוגמה, אומר לנדין, "סיבוך" הפוטונים של לייזר אדום בנגני תקליטורים יגדיל באופן מיידי את כמות הנתונים שניתן לאחסן בהם: ארגון הפוטונים בקבוצות של שלושה יאפשר להגדיל את קיבולת התקליטור פי תשע.
לידיעה בניו סיינטיסט
ידען הפיסיקה

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~848177044~~~95&SiteName=hayadan