นักวิจัยเยอรมันทำให้อะตอมส่งข้อมูลหากันได้ไกลกว่า 33 กิโลเมตร

การพัวพันเชิงควอนตัม (Quantum Entanglement) เป็นหนึ่งในความหวังของการปฏิรูปวิธีการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ ต้นทุนต่ำ และความเร็วสูง โดยเฉพาะในด้านการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ล่าสุด นักวิจัยจากเยอรมนีได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยลงในวารสารทางวิทยาศาสตร์ชื่อดังอย่างเนเจอร์ (Nature) ว่าสามารถทำให้อะตอม 2 อนุภาคมีปรากฏการณ์พัวพันทางควอนตัมในระยะทางไกลกว่า 33 กิโลเมตรภายใต้การเชื่อมโยงผ่านเส้นใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) ได้สำเร็จ

การพัวพันเชิงควอนตัม (Quantum Entanglement) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคมากกว่า 2 ตัวขึ้นไปมีความเชื่อมโยงด้วยการใช้สถานะทางควอนตัม (Quantum State) ที่เกี่ยวโยงกันแม้ว่าจะไม่ได้อยู่ใกล้กันก็ตาม ซึ่งสถานะทางควอนตัมเป็นการอธิบายความน่าจะเป็นของการกระจายตัวของอนุภาคที่มีผู้สังเกตในรูปแบบฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ ดังนั้น อนุภาคที่เกิดปรากฏการณ์พัวพันเชิงควอนตัมจึงสามารถที่จะส่งผ่านพลังงานผ่านอนุภาคในรูปแบบของคลื่นได้เนื่องจากมีโอกาสที่อนุภาคจะอยู่ในตำแหน่งที่รับพลังงานที่เดินทางมาถึง

ในงานวิจัยจากคณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลุดวิกแม็กซิมิเลียนแห่งมิวนิก (Ludwig-Maximilians-University of Munich: LMU Munich) และมหาวิทยาลัยซาร์ลันด์ (Saarland University) ได้นำอะตอมของธาตุรูบิเดียม (Rubidium) จำนวน 2 ตัว ซึ่งเป็นที่นิยมนำมาใช้งานเชิงควอนตัมเพราะสังเกตปรากฏการณ์ทางควอนตัมในรูปแบบต่าง ๆ ได้ง่าย มาทำให้อยู่ในสถานะพัวพัน (Entangled atoms) แล้วให้อนุภาค 2 ตัว อยู่ห่างจากกันภายในเส้นใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) เพื่อทำการทดสอบปรากฏการณ์พัวพันเชิงควอนตัม 

การทดสอบในงานวิจัยครั้งนี้ คือ การกระตุ้นอะตอมธาตุรูบิเดียม (Rubidium) ด้วยแสงเลเซอร์ความเข้มสูง จากนั้นคลื่นแสงที่เกิดขึ้นในเชิงอนุภาคซึ่งเรียกว่าโฟตอน (Photon) เพื่อให้เดินทางไปกระตุ้นการทำงานของอะตอมธาตุรูบิเดียม (Rubidium) อีกตัวที่กำหนดให้รับสัญญาณ โดยกระบวนการทั้งหมดนั้นเกิดขึ้นภายในเส้นใยแก้วนำแสงซึ่งห่างกันเป็นระยะทาง 33 กิโลเมตร ซึ่งประสบความสำเร็จด้วยดี

ความสำเร็จในครั้งนี้เป็นที่น่าตื่นเต้นสำหรับนักฟิสิกส์และผู้เชี่ยวชาญในสาขาที่เกี่ยวข้องเป็นอย่างมาก เพราะว่าโดยปกติแล้ว ปรากฏการณ์นี้จะไม่สามารถเดินทางเป็นระยะทางที่ยาวมากนักได้ และถ้าทำได้ จะต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขพิเศษซึ่งไม่สอดคล้องกับการใช้งานในทางปฏิบัติ ต่างจากการทดลองในครั้งนี้นั้นมีเงื่อนไขที่เรียกว่าความยาวคลื่น (Wavelength) อยู่ที่ 1,517 นาโนเมตร (nm) ซึ่งใกล้เคียงกับความยาวคลื่นปกติที่ใช้ส่งสัญญาณภายในใยแก้วนำแสงที่ 1,550 นาโนเมตร (nm) 

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ลงในเนเจอร์ (Nature) ชิ้นนี้เป็นหมุดหมายสำคัญที่จะทำให้การนำเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตควอนตัม (Quantum Internet) มาใช้งานนั้นเป็นจริงขึ้นมาได้ เพราะการทดลองในครั้งนี้ใช้พื้นฐานทางเทคโนโลยีเดียวกันกับที่วงการโทรคมนาคมใช้ในการรับส่งสัญญาณอินเทอร์เน็ต อีกทั้งยังมีความเป็นไปได้ในการนำไปใช้คู่กับระบบส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมในอนาคตอีกด้วย

ที่มาข้อมูล New Atlas