การเทเลพอร์ตควอนตัม ประสบความสำเร็จในที่สุดด้วย "แสงที่แยกจากกัน" — ผลงานของทีมเยอรมันที่ก้าวหน้าในการพัฒนารีพีตเตอร์ควอนตัม

การเทเลพอร์ตควอนตัมประสบความสำเร็จแม้จะมี "แหล่งกำเนิดแสงที่แยกจากกัน" —— ก้าวใกล้สู่การสร้างอินเทอร์เน็ตควอนตัม

วันที่ 18 พฤศจิกายน 2025 ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยสตุ๊ตการ์ทในเยอรมนีและสถาบันอื่นๆ ได้ประกาศว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการเทเลพอร์ตควอนตัมระหว่างโฟตอนที่ออกมาจากจุดควอนตัมเซมิคอนดักเตอร์สองจุดที่อยู่ห่างกัน ผลงานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications และเป็นการก้าวข้ามอุปสรรคสำคัญในการสร้างตัวทวนสัญญาณควอนตัมซึ่งถือเป็น "หัวใจ" ของอินเทอร์เน็ตควอนตัมPhys.org

ต่อไปนี้จะอธิบายความหมายของความสำเร็จนี้ พร้อมภาพประกอบง่ายๆ และปฏิกิริยาที่อาจเกิดขึ้นบนโซเชียลมีเดีย

อะไรที่ทำให้สิ่งนี้น่าทึ่ง? ถ้าจะพูดสั้นๆ ก็คือ…

• เดิม:การเทเลพอร์ตเคยทำได้เฉพาะกับแสงที่ออกมาจากที่เดียวกันและอุปกรณ์เดียวกัน

• ครั้งนี้:ระหว่างแสงจากจุดควอนตัมสองจุดที่อยู่ห่างกัน

  • ประสบความสำเร็จในการเทเลพอร์ตควอนตัม = "คัดลอก 'สถานะ' ของแสงนี้ไปยังแสงอีกดวงหนึ่งอย่างสมบูรณ์"

  • ยิ่งไปกว่านั้นการเปลี่ยนความถี่ไปยังช่วงความยาวคลื่นเทเลคอมที่เหมาะสำหรับโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสาร

สิ่งนี้ทำให้ความเป็นไปได้ในการสร้าง "ตัวทวนสัญญาณควอนตัมที่เชื่อมต่อโหนดที่อยู่ห่างไกล" บนพื้นฐานเซมิคอนดักเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างมากPhys.org

อินเทอร์เน็ตในชีวิตประจำวันของเรานั้นค่อนข้างไม่มั่นคง

บทความต้นฉบับได้ชี้ให้เห็นถึงความไม่มั่นคงของอินเทอร์เน็ตในปัจจุบันอย่างตรงไปตรงมาPhys.org

• การแฮ็กที่ขโมยบัญชีธนาคารหรือ ID

• การโจมตีแบบฟิชชิ่งที่มีความซับซ้อนมากขึ้นด้วย AI

• แม้แต่ระบบการเข้ารหัสก็อาจถูกทำลายโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต

ด้วยเหตุนี้ความคาดหวังต่อการเข้ารหัสควอนตัมและการสื่อสารควอนตัมจึงเพิ่มขึ้น

การใช้คุณสมบัติของควอนตัม

• "การแอบดูจะทิ้งร่องรอยไว้เสมอ"

• "การคัดลอกอย่างสมบูรณ์ถูกห้าม (กฎการห้ามคัดลอกของควอนตัม)"

สามารถใช้คุณสมบัติเหล่านี้เพื่อสร้างการสื่อสารที่มีความทนทานต่อการดักฟังสูง

อินเทอร์เน็ตควอนตัมและอุปสรรคของตัวทวนสัญญาณควอนตัม

การสร้างอินเทอร์เน็ตควอนตัมที่เป็นจริงต้องใช้การใช้โครงสร้างพื้นฐานไฟเบอร์ออปติกในปัจจุบันซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งPhys.org

• อินเทอร์เน็ตทั่วไป:

  • สัญญาณแสงจะค่อยๆ อ่อนลง ดังนั้นจึงต้องมีการเพิ่มความแรงของแสงด้วยเครื่องขยายแสงทุกๆ 50 กม.

• อินเทอร์เน็ตควอนตัม:

  • สถานะควอนตัมไม่สามารถคัดลอกได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถ "ขยาย" ได้ด้วยวิธีเดียวกัน

ดังนั้นจึงมีการพัฒนาตัวทวนสัญญาณควอนตัม (quantum repeater)

• ไม่ใช่แค่ "เครื่องขยาย" ธรรมดา

• แต่เป็นอุปกรณ์ที่ "เทเลพอร์ตข้อมูลควอนตัมไปยังโฟตอนอื่นที่โหนดกลางและส่งต่อเหมือนการส่งไม้ผลัด"

ความสำเร็จครั้งนี้ถือเป็นการบุกเบิกในส่วนที่ยากที่สุดของ "การส่งต่อไม้ผลัด" เพื่อสร้างตัวทวนสัญญาณควอนตัมPhys.org

การอธิบายการทดลองครั้งนี้แบบง่ายๆ

1. จุดควอนตัมสองจุดอยู่ในสถานที่ที่แตกต่างกัน

• จุดควอนตัม:

  • โครงสร้างที่เหมือน "อะตอมเทียม" ในเซมิคอนดักเตอร์ขนาดนาโนเมตร

  • เนื่องจากมีพลังงานที่กำหนดไว้หากเงื่อนไขเหมาะสมจะสามารถปล่อยโฟตอนที่มี "ลักษณะเหมือนกัน" ได้Phys.org+1

ในการทดลองครั้งนี้

• QD1: แหล่งกำเนิดโฟตอนเดี่ยว (ปล่อยโฟตอนเพียงหนึ่งตัว)

• QD2:แหล่งกำเนิดโฟตอนคู่ที่พันกัน

ถูกใช้ตามลำดับNature

2. ใส่ "ข้อมูลที่ต้องการเทเลพอร์ต" ลงในโฟตอนตัวแรก

• โฟตอนที่ออกมาจาก QD1

  • ถูกเข้ารหัสข้อมูลควอนตัมในรูปแบบโพลาไรเซชัน (แนวนอน/แนวตั้งหรือการซ้อนทับ)

• นี่คือ "โฟตอนที่มีข้อมูลที่ต้องเทเลพอร์ต"Nature

3. โฟตอนตัวที่สองและสามเป็น "คู่ที่พันกัน"

• จาก QD2 จะมีโฟตอนสองตัวออกมาต่อเนื่องกัน:

  • โฟตอน "XX" ที่ออกมาก่อน (โฟตอน 2)

  • โฟตอน "X" ที่ออกมาหลัง (โฟตอน 3)

• โฟตอนทั้งสองนี้อยู่ในสถานะพันกันควอนตัม

  • การวัดโฟตอนตัวใดตัวหนึ่งจะส่งผลให้สถานะของอีกตัวหนึ่งถูกกำหนดอย่างเข้มงวดNature

4. ปัญหาใหญ่ "ความถี่ที่ต่างกัน" ถูกแก้ด้วยการแปลงความถี่

จริงๆ แล้ว แสงที่ออกมาจากจุดควอนตัมที่แยกจากกันจะมี

• สี (ความถี่) ที่แตกต่างกันเล็กน้อย

• หรือโปรไฟล์ทางเวลาไม่ตรงกัน

ดังนั้นจึงไม่สามารถเรียกว่าเป็น "แสงเดียวกัน" ได้แต่ในการเทเลพอร์ตควอนตัม
การที่โฟตอนที่ต้องการให้เกิดการแทรกแซงไม่สามารถแยกแยะได้เกือบทั้งหมดเป็นเงื่อนไขสำคัญPhys.org

ดังนั้นทีมวิจัยจึงได้เตรียม

• เครื่องแปลงความถี่ควอนตัมที่สามารถเปลี่ยนความถี่โดยรักษาโพลาไรเซชันไว้ได้สองเครื่อง

• เปลี่ยนแสงจาก QD1 และ QD2ไปยังช่วงความยาวคลื่นเทเลคอมและทำให้สีตรงกันพอดี

ซึ่งเป็นความสำเร็จที่น่าทึ่งPhys.org

5. การวัดสถานะเบลล์เพื่อ "ย้ายข้อมูล" ทันที

• โฟตอนที่ต้องการเทเลพอร์ต (โฟตอน 1 จาก QD1)

• โฟตอนที่เป็นคู่พันกัน (โฟตอน 2 จาก QD2)##HTML