يمكن للصور المجسمة الكمومية إرسال رسائل تختفي

يمكن لفعل الاختفاء الكمي أن يجعل من الممكن تضمين رسائل آمنة في الصور المجسمة ومسح أجزاء منها بشكل انتقائي حتى بعد إرسالها.

الإشارات الضوئية الكمومية هي بطبيعتها ناقلات معلومات آمنة، حيث أن اعتراض رسائلها يدمر الحالات الكمومية الهشة التي تشفرها. وللاستفادة من هذا دون الحاجة إلى استخدام أجهزة ضخمة، استخدم جنسن لي – من جامعة إكستر في المملكة المتحدة – وزملاؤه سطحًا خارقًا، وهي مادة ثنائية الأبعاد مصممة لتكون لها خصائص خاصة، لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد كمومية.

تقوم الصور المجسمة بتشفير المعلومات المعقدة التي يمكن استعادتها عند إضاءتها – على سبيل المثال، تكشف بطاقة ورقية ثلاثية الأبعاد صورًا ثلاثية الأبعاد عندما يسقط الضوء عليها بالزاوية الصحيحة. ولصنع صورة ثلاثية الأبعاد كمومية، قام الباحثون بتشفير المعلومات إلى حالة كمية لجسيم الضوء، أو الفوتون.

أولاً، استخدموا الليزر لصنع بلورة خاصة تنبعث من فوتونين مرتبطين بشكل لا ينفصم من خلال التشابك الكمي. سافرت الفوتونات في مسارات منفصلة، ​​حيث واجه واحد فقط السطح الخارق على طول الطريق. قامت آلاف المكونات الصغيرة الموجودة على السطح الخارق، مثل نتوءات بحجم النانو، بتغيير الحالة الكمومية للفوتون بطريقة مبرمجة مسبقًا، مما أدى إلى تشفير صورة ثلاثية الأبعاد فيه.

واجه الفوتون الشريك مرشحًا مستقطبًا، والذي كان يتحكم في أجزاء الصورة الثلاثية الأبعاد التي يتم الكشف عنها – وأيها يختفي. كانت حالة الفوتون الأولى عبارة عن تراكب من الصور المجسمة، لذا فقد احتوت في الوقت نفسه على العديد من الاختلافات المحتملة للرسالة. نظرًا لأن الفوتونات كانت متشابكة، فإن استقطاب الفوتونات الثانية يؤثر على الصورة التي ينشئها الآخر عند اصطدامه بالكاميرا. على سبيل المثال، احتوت الصورة الثلاثية الأبعاد للاختبار على الحروف H وD وV وA، ولكن إضافة مرشح للضوء المستقطب أفقيًا أدى إلى مسح الحرف H من الصورة النهائية.

يقول لي إن السطح الخارق يمكن استخدامه لتشفير معلومات أكثر تعقيدًا في الفوتونات، على سبيل المثال كجزء من بروتوكول التشفير الكمي. وقد قدم عمله في مؤتمر SPIE Optics + Photonics في سان دييغو، كاليفورنيا، في 21 أغسطس.

“حلم الجميع هو رؤية كل هذه التكنولوجيا الكمومية التي تنتشر على مساحة عدة أمتار مربعة على طاولة لتكون مدمجة بما يكفي لوضعها في هاتفك الذكي. يبدو أن الأسطح الفوقية هي وسيلة جيدة للذهاب [about that]يقول أندرو فوربس من جامعة ويتواترسراند في جنوب أفريقيا. ويقول إن الصور المجسمة الكمومية، مثل تلك الموجودة في التجربة الجديدة، يمكن استخدامها أيضًا لتصوير الهياكل البيولوجية الصغيرة في الطب، وهو مجال سريع التوسع.