برای نخستین بار، دانشمندان موفق شدند یک پردازنده کوانتومی را در مدار زمین به کار بیندازند؛ آزمایشی که می‌تواند نخستین قدم برای ساخت سامانه‌های پردازش کوانتومی خارج از زمین باشد. این پردازنده فوتونیکی در یک ماهواره در ارتفاع حدود ۵۱۰ کیلومتری زمین فعالیت کرد و توانست پدیده کوانتومی موردنظر پژوهشگران را در محیط فضا نشان دهد.
این آزمایش توسط تیمی به رهبری فیلیپ والتر از دانشگاه وین انجام شد. پردازنده به جای استفاده از کیوبیت‌های معمولی، اطلاعات کوانتومی را با فوتون‌ها، یعنی ذرات نور پردازش می‌کند. فوتون‌ها از یک منبع تولید شده و سپس وارد شبکه‌ای قابل برنامه‌ریزی از مسیرهای نوری روی یک تراشه شیشه‌ای می‌شوند.
فعال کردن چنین سیستمی در فضا کار ساده‌ای نیست؛ زیرا لرزش پرتاب موشک، تابش‌های فضایی، تغییرات دما و نور شدید خورشید می‌توانند حالت‌های کوانتومی را مختل کنند. این تجهیزات در ۲۳ ژوئن ۲۰۲۵ با یک موشک Falcon 9 به مدار پایین زمین منتقل شدند و پس از استقرار، دانشمندان با مجموعه‌ای از مشکلات فنی از جمله خرابی بخشی از آشکارسازهای فوتونی مواجه شدند.
با وجود این مشکلات، پژوهشگران موفق شدند یکی از مهم‌ترین نشانه‌های عملکرد کوانتومی را مشاهده کنند. آنها پدیده‌ای موسوم به اثر Hong-Ou-Mandel را اندازه‌گیری کردند؛ پدیده‌ای که نشان می‌دهد فوتون‌ها در شرایط مناسب رفتار کوانتومی خود را حفظ کرده‌اند. نتیجه در دو روز مختلف نیز تکرار شد.
هدف فعلی این فناوری، جایگزین کردن کامپیوترهای معمولی ماهواره‌ها نیست. پژوهشگران می‌خواهند در آینده بتوانند بخشی از پردازش، طبقه‌بندی و فشرده‌سازی داده‌های ماهواره‌ای را در خود مدار انجام دهند تا به جای ارسال حجم عظیمی از داده خام به زمین، تنها اطلاعات پردازش‌شده ارسال شود.
با این حال، این فناوری هنوز در مرحله آزمایشی است و پردازنده آزمایش‌شده فعلاً توانایی پردازش کاربردی داده‌های ماهواره‌ای را ندارد. مقاله پژوهشگران نیز هنوز داوری همتا نشده و این آزمایش بیشتر یک اثبات امکان‌پذیری برای آینده محسوب می‌شود.
اگر این مسیر با موفقیت ادامه پیدا کند، ترکیب رایانش کوانتومی و ماهواره‌ها می‌تواند در آینده به شکل‌گیری شبکه‌هایی منجر شود که بخشی از پردازش اطلاعات را مستقیماً در فضا انجام می‌دهند؛ اتفاقی که می‌تواند یکی از مسیرهای تازه در توسعه رایانش کوانتومی باشد.
سایر منابع
- ScienceAlert: گزارش جزئیات آزمایش و عملکرد پردازنده در مدار
- مقاله پژوهشی تیم دانشگاه وین در arXiv؛ نتایج آزمایش فضایی
