«Скручене світло» може створити ультрашвидкий Інтернет і зробити застарілою волоконну оптику
Світло передає інформацію
Використання частинок світла, тобто фотонів, для передачі інформації не є абсолютно новим. Фотони бачили застосування в ряді тестів для визначення точності квантових мереж на великих відстанях. У той час як поява квантової комунікації цілком могло бути на горизонті, інша команда дослідників розробила спосіб використання фотонів для бездротової передачі інформації і даних, потенційно замінюючи сучасну волоконну оптику і створюючи набагато швидший Інтернет.
Дослідники з Університету Глазго в США, що працюють з колегами з Німеччини, Нової Зеландії та Канади, описали те, що вони називають «оптичним моментом» (OAM) в дослідженні, нещодавно опублікованому в журналі Science Advances. Це працює шляхом «скручування світла» на відкритих просторах. Конкретно, команда скрутила фотони, передаючи їх через спеціальну голограму, яку вони назвали «схожою на таку на кредитній карті», щоб дати фотонам цей OAM.
Зображення: Університет Глазго
Здатні переміщатися по відкритих просторів, ці скорочення фотони можуть нести більше даних в кожній передачі, а також стають досить сильними, щоб витримувати перешкоди, викликані турбулентним повітрям. Голограма дозволяє фотонам переносити більше, ніж звичайні бінарні біти 0s і 1s, використовувані в сучасних цифрових комунікаціях, - так само, як квантова мережа використовує квантові біти (кубіти) для передачі інформації. Було показано, що цей метод ефективний на відстані від 1,6 км (приблизно миля) вільного простору. Дослідницька група, побудована в Ерлангені (Німеччина), являє собою майданчик, що імітує міське середовище з усіма потенційними джерелами порушення сигналу.
Швидше і надійніше
Розробка більш надійних засобів для передачі інформації необхідна, враховуючи, як світ сьогодні споживає дані та інформацію. «В епоху, коли наше глобальне споживання даних зростає з експоненційної швидкістю, існує зростаючий тиск, щоб відкрити нові методи передачі інформації, які можуть йти в ногу з величезним поглинанням даних по всьому світу», - сказав д-р Мартін Лавер, глава Дослідницька група по структурованої фотоніці в Глазго, йдеться в прес-релізі.
«Повна, що працює система зв'язку з оптичним кутовим моментом, здатна передавати дані по бездротовій мережі через вільний простір, може трансформувати онлайн-доступ для країн, що розвиваються, [захисних] систем і міст по всьому світу», - додав він. Оскільки волоконна оптика залишається найшвидшим способом передачі інформації, Лавер вважає, що їх метод може «дати нам смугу пропускання [волокна], але без потреби в фізичному кабелі».
Незважаючи на свою ефективність, цей тип комунікації має свої межі. По-перше, покладатися на фотони означає, що він не може бути використаний при передачі в приміщенні, очевидно. Крім того, для того, щоб така бездротова мережа була практичною, необхідно розглянути ряд інших питань: протистоїть вона впливу екстремальних погодних умов? Скільки інформації можна ефективно обробляти?
Проте, команда Лавер зробила багатообіцяюче досягнення, продемонструвавши, як так звана адаптивна оптика може поліпшити передачу квантової інформації. «Завдяки цим новим розробкам ми впевнені, що тепер можемо переосмислити наші підходи до каналу [моделювання] і вимогам до адаптивним системам оптики», - сказав Лавер. «Ми все ближче до розробки комунікацій OAM, які можна розгорнути в реальному міській обстановці».
Література: Engadget RSS-канал, науковий прогрес, Університет Глазго
