10. tammikuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Optiset kuidut ovat nykyaikaisten tietoverkkojemme selkäranka. Pitkän kantaman tiedonsiirrosta Internetin kautta nopeaan tiedonsiirtoon datakeskuksissa ja pörssissä optinen kuitu on edelleen kriittinen tekijä globalisoituneessa maailmassamme. Kuituverkot eivät kuitenkaan ole rakenteellisesti täydellisiä, ja tiedonsiirto voi vaarantua, kun asiat menevät pieleen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi Bathin yliopiston fyysikot ovat kehittäneet uudenlaisen kuidun, joka on suunniteltu parantamaan verkkojen kestävyyttä. Tämä kestävyys voi osoittautua erityisen tärkeäksi kvanttiverkkojen tulevalla aikakaudella. Ryhmä on valmistanut optisia kuituja (joustavia lasikanavia, joiden kautta tiedot lähetetään), jotka voivat suojata valoa (media, jonka kautta data siirretään) topologian matematiikan avulla. Mikä parasta, nämä modifioidut kuidut ovat helposti skaalautuvia, mikä tarkoittaa, että kunkin kuidun rakenne säilyy tuhansien kilometrien ajan. Bath-tutkimus on julkaistu viimeisimmässä numerossa Tiede ennakot("Topologiset supermoodit fotonikidekuidussa").
Suojaa valoa häiriöiltä
Yksinkertaisimmillaan optinen kuitu – jonka halkaisija on tyypillisesti 125 µm (vastaa paksua hiussäiettä) – koostuu umpilasista ytimen, jota ympäröi verhous. Valo kulkee ytimen läpi, missä se pomppii mukana ikään kuin heijastuisi peilistä. Optisen kuidun reitti poikki maiseman on kuitenkin harvoin suora ja häiriötön: käännökset, silmukat ja mutkat ovat normaalia. Vääristymät kuidussa voivat aiheuttaa tiedon huononemista sen liikkuessa lähettäjän ja vastaanottajan välillä. "Haasteena oli rakentaa verkosto, joka ottaa huomioon kestävyyden", sanoi tutkimusta johtanut fysiikan tohtori Nathan Roberts. ”Aina kun valmistat kuituoptista kaapelia, kuidun fyysisessä rakenteessa on väistämättä pieniä eroja. Verkossa käytettynä kuitu voi myös vääntyä ja taipua. Yksi tapa torjua näitä vaihteluja ja vikoja on varmistaa, että kuidun suunnitteluprosessissa keskitytään todella kestävyyteen. Tässä löysimme topologian ideat hyödyllisiksi." Tämän uuden kuidun suunnittelussa Bath-tiimi käytti topologiaa, joka on matemaattinen tutkimus suureista, jotka pysyvät muuttumattomina geometrian jatkuvista vääristymistä huolimatta. Sen periaatteita sovelletaan jo monilla fysiikan tutkimuksen aloilla. Yhdistämällä fyysiset ilmiöt muuttumattomiin lukuihin voidaan välttää epäjärjestyneen ympäristön tuhoisat vaikutukset. Bathin tiimin suunnittelema kuitu hyödyntää topologisia ideoita sisällyttämällä kuituun useita valoa ohjaavia ytimiä, jotka on liitetty toisiinsa spiraaliksi. Valo voi hypätä näiden ytimien välillä, mutta jää loukkuun reunan sisään topologisen suunnittelun ansiosta. Nämä reunatilat on suojattu rakenteen häiriöiltä. Bath-fyysikko tohtori Anton Souslov, joka oli mukana tutkimuksessa teoriajohtajana, sanoi: "Kuitumaamme käyttämällä ympäristöhäiriöt vaikuttavat valoon vähemmän kuin vastaavassa järjestelmässä, jossa ei ole topologista suunnittelua. "Ottamalla käyttöön optisia kuituja topologisella suunnittelulla, tutkijoilla on työkalut ennaltaehkäistä ja ehkäistä signaalia heikentäviä vaikutuksia rakentamalla luontaisesti kestäviä fotonijärjestelmiä."Teoria kohtaa käytännön asiantuntemuksen
Bathin fyysikko tohtori Peter Mosley, joka oli mukana tutkimuksen kirjoittajana kokeellisena johtona, sanoi: "Aiemmin tiedemiehet ovat soveltaneet monimutkaista topologian matematiikkaa valoon, mutta täällä Bathin yliopistossa meillä on paljon kokemusta valokuitujen fyysisestä valmistamisesta, joten yhdistämme matematiikan asiantuntemuksemme kanssa luodaksemme topologisen kuidun." Tiimi, johon kuuluvat myös tohtoriopiskelija Guido Baardink ja tohtori Josh Nunn fysiikan laitokselta, etsii nyt alan kumppaneita kehittämään konseptiaan edelleen. "Olemme todella innokkaita auttamaan ihmisiä rakentamaan vankkoja viestintäverkkoja ja olemme valmiita tämän työn seuraavaan vaiheeseen", sanoi tohtori Souslov. Herra Roberts lisäsi: "Olemme osoittaneet, että voit tehdä kilometrien pituisia topologisia kuituja kelaamalla kelan ympärille. Kuvittelemme kvantti-internetin, jossa tietoa siirretään vahvasti eri mantereilla topologisia periaatteita käyttäen. Hän huomautti, että tällä tutkimuksella on viestintäverkkoja pidemmälle meneviä vaikutuksia. Hän sanoi: "Kuitukehitys ei ole vain teknologinen haaste, vaan myös jännittävä tieteenala sinänsä. "Optisen kuidun suunnittelun ymmärtäminen on johtanut valonlähteisiin kirkkaasta "superjatkunnosta", joka kattaa koko näkyvän spektrin aina kvanttivalolähteisiin, jotka tuottavat yksittäisiä fotoneja – yksittäisiä valohiukkasia.Tulevaisuus on kvantti
Kvanttiverkoilla odotetaan laajalti olevan tärkeä teknologinen rooli tulevina vuosina. Kvanttiteknologiat pystyvät tallentamaan ja käsittelemään tietoa tehokkaammin kuin "klassiset" tietokoneet nykyään, sekä lähettää viestejä turvallisesti maailmanlaajuisissa verkoissa ilman mahdollisuutta salakuunteluun. Mutta niiden ympäristö vaikuttaa helposti tietoa välittäviin valon kvanttitiloihin, ja niiden suojelemiseksi on suuri haaste. Tämä työ voi olla askel kohti kvanttiinformaation ylläpitämistä kuituoptiikassa topologisen suunnittelun avulla.- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- Lähde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62131.php
- 1
- 10
- 7
- 9
- a
- Tili
- poikki
- lisä-
- osoite
- hyväksymällä
- Jälkeen
- vastaan
- Kaikki
- jo
- ja
- sovellettu
- alueet
- noin
- välttää
- Selkäranka
- tulee
- ovat
- PARAS
- välillä
- Jälkeen
- rakentaa
- Rakentaminen
- kaapeli
- Koko
- Aiheuttaa
- haaste
- mahdollisuus
- kanavat
- Tulla
- tuleva
- Viestintä
- Yhteydenpito
- monimutkainen
- Vaarantunut
- tietokoneet
- käsite
- Kytkeminen
- jatkuva
- Ydin
- voisi
- Laskuri
- luoda
- kriittinen
- Kristalli
- tiedot
- tietokeskukset
- Päivämäärä
- osasto
- käyttöön
- lauennut
- Malli
- suunnitteluprosessi
- suunniteltu
- Huolimatta
- kehittää
- kehitetty
- Kehitys
- häiriö
- alas
- kukin
- helposti
- reuna
- vaikutukset
- insinööri
- varmistaa
- Koko
- ympäristö
- ympäristön
- Vastaava
- erityisesti
- Jopa
- Vaihto
- jännittävä
- odotettu
- experience
- asiantuntemus
- ala
- löytäminen
- joustava
- Keskittää
- löytyi
- alkaen
- edelleen
- tulevaisuutta
- geometria
- saada
- lasi-
- Global
- globaalit verkot
- Go
- Hiukset
- auttaa
- tätä
- Miten
- Miten
- Kuitenkin
- HTTPS
- ideoita
- vaikutti
- vaikutukset
- tärkeä
- in
- sisältää
- Mukaan lukien
- henkilökohtainen
- teollisuus
- alan kumppaneita
- väistämättä
- vaikuttaneet
- tiedot
- Internet
- kysymys
- IT
- Innokas
- laji
- Landschaft
- uusin
- johtaa
- Led
- valo
- liittyvät
- näköinen
- merkittävä
- tehdä
- Tekeminen
- monet
- matemaattinen
- matematiikka
- merkitys
- keskikokoinen
- Meets
- viestien
- peili
- Moderni
- muokattu
- lisää
- liikkuu
- verkko
- verkot
- Uusi
- seuraava
- numerot
- ONE
- optiikka
- oma
- kumppani
- Ihmiset
- täydellinen
- Pietari
- vaihe
- Fotonit
- fyysinen
- fyysisesti
- Fysiikka
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- Pelaa
- voimakas
- Käytännön
- esittää
- periaatteet
- Ongelma
- prosessi
- tuottaa
- suojella
- suojattu
- todistaa
- julkaistu
- laittaa
- Kvantti
- kvantitiedot
- Kvantti Internet
- kvanttiverkostot
- RE
- valmis
- todellinen
- jäädä
- jäännökset
- tutkimus
- Tutkijat
- luja
- kestävyys
- Rooli
- turvallista
- Said
- skaalautuva
- tutkijat
- turvallisesti
- lähettäminen
- useat
- esitetty
- samankaltainen
- single
- pieni
- So
- vankka
- Lähteet
- jännevälien
- spektri
- Kela
- Valtiot
- Vaihe
- Varastossa
- pörssit
- verkkokaupasta
- suoraan
- rakenne
- opiskelija
- tutkimus
- ympäröimä
- järjestelmä
- järjestelmät
- vie
- joukkue-
- teknologinen
- Technologies
- -
- Maisema
- heidän
- asiat
- tuhansia
- Kautta
- että
- tänään
- yhdessä
- työkalut
- kohti
- siirtää
- lähettää
- matkustaa
- tyypillisesti
- yliopisto
- näkyvä
- tavalla
- joka
- KUKA
- laajalti
- tulee
- sisällä
- ilman
- Referenssit
- maailman-
- olisi
- Väärä
- vuotta
- zephyrnet