دنیای فناوری

ذخیره سازی اپتیکی فراچگال – بر روی یک فوتون

پژوهشگران دانشگاه راچستر به موفقیت اپتیکی بزرگی دست یافته اند که به آن ها این امکان را می دهد که تمام داده های مربوط به یک تصویر را در یک فوتون به رمز در آورند ، تصویر را برای ذخیره سازی ، کند کرده و سپس آن را دست نخورده باز یابی کنند . در حالی که تصویر آزمون اولیه فقط از چند صد پیکسل تشکیل شده بود ، با روش جدید می توان مقدار عظیمی از اطلاعات را ذخیره کرد .
تصویر « UR » برای دانشگاه راجستر ( University of Rochester ) ، با استفاده از یک تپ نور ساخته شده بود و گروه هر بار می تواند صد ها از این تپ ها را در یک سلول کوچک چهار اینچی قرار دهد . فشرده ساختن این تعداد اطلاعات در این فضای کوچک و باز یافت دست نخورده ی آن دری را به سوی میانگیری اپتیکی – ذخیره سازی اطلاعات به صورت نور – باز می کند .

به گفتۀ جان هاول ( John Howell ) رهبر گروهی که این ابزار را ابداع کرده است "این ناممکن به نظر می رسد اما ما به جای ذخیره سازی یک ها وصفر ها ، تمام تصویر را ذخیره می کنیم . این مثل تفاوت بین عکس گرفتن با تنها یک پیکسل و عکس گرفتن با دوربین است " این مثل یک دوربین شش مگا پیکسلی است .

رایان کاما کو ( Ryan-Camacho ) می گوید " می توانید مقدار زیادی اطلاعات را در یک تپ نور داشته باشید اما معمولاً اگر بخواهید آن را میان گیری کنید ، می توانید بسیاری از آن اطلاعات را از دست بدهید . ما نشان می دهیم که می توان مقدار عظیمی از اطلاعات را با نسبت سیگنال بسیار بالا حتی در سطوح نور بسیار پایین بدست آورد . "

میان گیری اپتیکی اکنون حوزه ای بسیار مورد توجه است زیرا مهندسان می کوشند پردازش رایانه ای را سریع کنند و سرعت شبکه را با استفاده از نور زیاد کنند ، اما دستگاه های آن در تلاش برای تبدیل سیگنال های نور به سیگنال های الکترونیکی برای ذخیرۀ اطلاعات ، حتی برای مدتی کوتاه ، به بن بست می رسد .

گروه هاول از رهیافتی جدید استفاده کرده است که تمام ویژگی های تپ را حفظ می کند . تپ میانگیری شده اصولاً یک نسخۀ اصلی کامل است ؛ هیچ گونه واپیچیدگی ، و هیچ پراش اضافی وجود ندارد ، و فاز و دامنۀ سیگنال اصلی کاملاً حفظ می شود . حتی هاول می کوشد تا نشان دهد که در گیری کوانتومی سالم می ماند .

هاول برای تولید تصویر UR ، صرفاً باریکه ای از نور را از کاغذ استنیسلی عبور داد که U وR در آن حک شده بود . هر کسی که عروسک های سایه ای را ساخته باشد می داند این کار چگونه انجام می شود ، اما هاول شدت نوری را به قدری کم کرد که تنها یک فوتون از استنیسل عبور می کرد .

مکانیک کوانتومی در این مقیاس چیزهای عجیبی را از خود نشان می دهد ، به طوری که این نور اندک را می توان هم ذره در نظر گرفت و هم موج . به عنوان یک موج ، این نور می تواند همزمان از تمام بخش های استنیسل بگذرد ، و " سایۀ " UR را با خود حمل کند . تپ نور سپس وارد یک سلول چهار اینچی گاز سزیم در دمایC˚ 100 شده ، و در آنجا کند و متراکم می شود ، تا امکان پرازش همزمان تعداد زیادی تپ در آن را فراهم سازد .

آلن ویلز ، استاد مهندسی برق در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و رئیس IEEE انجمن اپتیک و لیزر می گوید " مقدار اطلاعات موازی که جان همزمان در یک تصویر فرستاده در مقایسه با آنچه قبلاً انجام شده عظیم است . انجام این کار و حفظ تمامیت سیگنال دستاوری عظیم است . "

هاول تاکنون توانسته است تپ های نوری را صد نانو ثانیه به تأخیر اندازد و آن ها را تا یک در صد طول اولیه متراکم سازد . او اکنون سعی می کند چند دوجین از این تپ ها را برای چند میلی ثانیه ، و تا 10000 تپ را تا یک نانو ثانیه به تأخیر اندازد .

هاول می گوید " اکنون می خواهم ببینم آیا می توان چیزی را به صورت تقریباً دائم حتی در سطح یک فوتون ، به تأخیر بیاندازیم . اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم ، می توانیم منتظر ذخیره سازی مقدار باورنکردنی از اطلاعات در فقط چند فوتون باشیم .

ترجمه :دکتر منیژه رهبر