جنبا إلى جنب مع Caltech ، أنشأت وكالة ناسا كاشفًا جديدًا تمامًا تم إعداده لإحداث ثورة في تبادل المعلومات الكمومية. اسم الكاشف هو مصفوفة محسّنة للأداء لعد كوانتا البصري (PEACOQ). إنه دقيق بشكل لا يصدق ويمكنه حساب عدد كبير من الفوتونات الفردية ، أو الجسيمات الكمومية للضوء. تبلغ قدرة الكاشف 1.5 مليار فوتون في الثانية.
بدقة تصل إلى 100 تريليون جزء من الثانية ، فإن كاشف PEACOQ قادر على تحديد اللحظة الدقيقة التي يصطدم فيها كل فوتون. قد يغير الكاشف الكميات الهائلة من البيانات الكمية. في الحوسبة الكمومية ، تعتبر الكيوبتات جسيمات أساسية ، مثل الإلكترونات والفوتونات ، تعمل كوحدات تخزين المعلومات. لا يمكن تكرار Qubits أو نقلها أكثر من مرة دون ضياعها. ستتلقى محطتا كمبيوتر كميتان على الأرض ، تفصل بينهما مئات أو آلاف الكيلومترات عن بعضها البعض ، فوتونات متشابكة.
يمكن لتقنية الكاشف المطورة حديثًا ، مثل PEACOQ ، مراقبة فوتونات مفردة بدقة تصل إلى جزء من النانو ثانية. هذا يجعل من الممكن نقل المعلومات الكمومية بسرعات أعلى وأبعد مما كان ممكنًا في السابق. تمثل أجهزة الكمبيوتر التقليدية المعلومات كسلسلة من 1 و 0 ، تسمى بت. يتم إرسال البتات عبر أجهزة المودم وشبكات الاتصال قبل نقلها عبر الكابلات أو الألياف الضوئية أو الفضاء باستخدام موجات الراديو أو ومضات الضوء. عند الاستلام ، يتم إعادة تجميع البتات لإنتاج البيانات الأصلية.
يجب الحفاظ على الأسلاك النانوية الرقيقة للكاشف بـ 10000 مرة عند درجة حرارة مبردة تقل عن 272 درجة مئوية (ناقص 458 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة أعلى بدرجة واحدة من الصفر المطلق. إنه يهدف إلى تحويل الفوتونات الممتصة إلى نبضات كهربائية تنقل البيانات الكمومية. من الضروري أن يمتلك الكاشف مستوى حساسية مرتفعًا بما يكفي لاكتشاف الفوتونات المفردة.
ومع ذلك ، يجب أيضًا أن يتم بناؤه لتحمل التعرض للقصف بعدة فوتونات في وقت واحد. لتقليل الوقت الميت ، يتم إنشاء كل أسلاك نانوية فائقة التوصيل بأقل كمية ممكنة. ومع ذلك ، بمجرد أن يصطدم الفوتون بسلك نانوي في الكاشف ، فإنه يفقد مؤقتًا قدرته على اكتشاف فوتون آخر. يحتوي PEACOQ على 32 سلكًا نانويًا بحيث عندما يكون أحدهم “ميتًا” ، يمكن للآخرين تحمل العبء.
سيتم استخدام كاشف PEACOQ في التجارب المعملية لإثبات اتصال أو اتصال كمي أسرع عبر مسافات أكبر. في المستقبل ، يمكن أن توفر هذه التقنية حلاً لتحدي نقل البيانات الكمية حول العالم. كجزء من مبادرة ناسا الأوسع نطاقا التي تهدف إلى تمكين الاتصال البصري في الفضاء الحر بين الفضاء والأرض ، تم إنشاء الكاشف لعرض تكنولوجيا الاتصالات الضوئية للفضاء العميق التابع لناسا. ستستخدم مهمة Psyche التابعة لوكالة ناسا DSOC لأول مرة هذا العام ، بهدف توضيح كيفية عمل الاتصالات الضوئية ذات النطاق الترددي العالي بين الأرض والفضاء السحيق.
