10 ianuarie 2023 (Știri Nanowerk) Fibrele optice sunt coloana vertebrală a rețelelor noastre moderne de informații. De la comunicarea pe distanță lungă prin internet până la transferul de informații de mare viteză în centrele de date și bursele de valori, fibra optică rămâne esențială în lumea noastră globalizată. Rețelele de fibră nu sunt, totuși, perfecte din punct de vedere structural, iar transferul de informații poate fi compromis atunci când lucrurile merg prost. Pentru a rezolva această problemă, fizicienii de la Universitatea din Bath au dezvoltat un nou tip de fibră concepută pentru a spori robustețea rețelelor. Această robustețe s-ar putea dovedi a fi deosebit de importantă în epoca viitoare a rețelelor cuantice. Echipa a fabricat fibre optice (canalele flexibile din sticlă prin care sunt trimise informații) care pot proteja lumina (mediul prin care sunt transmise datele) folosind matematica topologiei. Cel mai bine, aceste fibre modificate sunt ușor scalabile, ceea ce înseamnă că structura fiecărei fibre poate fi păstrată pe mii de kilometri. Studiul Bath este publicat în cel mai recent număr al Avansuri de știință(„Supermoduri topologice în fibre de cristal fotonic”).
Protejarea luminii împotriva tulburărilor
Cel mai simplu, fibra optică – care are de obicei un diametru de 125 µm (asemănător cu o șuviță groasă de păr) – cuprinde un miez de sticlă solidă înconjurat de placare. Lumina călătorește prin miez, unde sare de-a lungul ca și cum s-ar reflecta în oglindă. Cu toate acestea, calea parcursă de o fibră optică în timp ce traversează peisajul este rareori dreaptă și netulburată: virajele, buclele și curbele sunt norma. Distorsiunile din fibră pot determina degradarea informației pe măsură ce se deplasează între emițător și receptor. „Provocarea a fost să construim o rețea care să țină cont de robustețe”, a spus Nathan Roberts, doctorand la fizică, care a condus cercetarea. „De câte ori fabricați un cablu de fibră optică, sunt inevitabil prezente mici variații ale structurii fizice a fibrei. Când este implementată într-o rețea, fibra se poate răsuci și îndoi. O modalitate de a contracara aceste variații și defecte este de a vă asigura că procesul de proiectare a fibrei include un accent real pe robustețe. Aici am găsit ideile de topologie utile.” Pentru a proiecta această nouă fibră, echipa Bath a folosit topologia, care este studiul matematic al cantităților care rămân neschimbate în ciuda distorsiunilor continue ale geometriei. Principiile sale sunt deja aplicate în multe domenii ale cercetării fizicii. Prin conectarea fenomenelor fizice la numere neschimbate, se pot evita efectele distructive ale unui mediu dezordonat. Fibra proiectată de echipa Bath implementează idei topologice prin includerea mai multor miezuri de ghidare a luminii într-o fibră, legate între ele într-o spirală. Lumina poate sări între aceste nuclee, dar devine prinsă în margine datorită designului topologic. Aceste stări de margine sunt protejate împotriva dezordinelor din structură. Fizicianul băii, Dr. Anton Souslov, care a fost coautor al studiului în calitate de conducător al teoriei, a spus: „Folosind fibra noastră, lumina este mai puțin influențată de tulburările de mediu decât ar fi într-un sistem echivalent fără design topologic. „Prin adoptarea fibrelor optice cu design topologic, cercetătorii vor avea instrumentele necesare pentru a preveni și a preveni efectele de degradare a semnalului prin construirea de sisteme fotonice inerent robuste.”Teoria se întâlnește cu expertiza practică
Fizicianul din Bath, Dr. Peter Mosley, care a fost coautor al studiului în calitate de conducător experimental, a declarat: „Anterior, oamenii de știință au aplicat matematica complexă a topologiei luminii, dar aici, la Universitatea din Bath, avem multă experiență în fabricarea fizică a fibrelor optice, așa că punem matematica împreună cu expertiza noastră pentru a crea fibre topologice.” Echipa, care include și doctorandul Guido Baardink și doctorul Josh Nunn de la Departamentul de Fizică, caută acum parteneri din industrie pentru a-și dezvolta conceptul în continuare. „Suntem cu adevărat dornici să ajutăm oamenii să construiască rețele de comunicații solide și suntem pregătiți pentru următoarea fază a acestei lucrări”, a spus dr. Souslov. Domnul Roberts a adăugat: „Am arătat că puteți face kilometri de fibră topologică înfășurată în jurul unei bobine. Ne imaginăm un internet cuantic în care informațiile vor fi transmise robust pe continente folosind principii topologice.” El a subliniat că această cercetare are implicații care depășesc rețelele de comunicații. El a spus: „Dezvoltarea fibrelor nu este doar o provocare tehnologică, ci și un domeniu științific interesant în sine. „Înțelegerea modului de proiectare a fibrei optice a condus la surse de lumină de la „supercontinuum” strălucitor care se întinde pe întregul spectru vizibil până la surse de lumină cuantică care produc fotoni individuali – particule individuale de lumină.”Viitorul este cuantic
Este de așteptat ca rețelele cuantice să joace un rol tehnologic important în anii următori. Tehnologiile cuantice au capacitatea de a stoca și procesa informații în moduri mai puternice decât pot computerele „clasice” în prezent, precum și de a trimite mesaje în siguranță prin rețelele globale, fără nicio șansă de a asculta. Dar stările cuantice ale luminii care transmit informații sunt ușor afectate de mediul lor și găsirea unei modalități de a le proteja este o provocare majoră. Această lucrare poate fi un pas către menținerea informațiilor cuantice în fibra optică folosind proiectarea topologică.- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- Sursa: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62131.php
- 1
- 10
- 7
- 9
- a
- Cont
- peste
- adăugat
- adresa
- Adoptarea
- După
- împotriva
- TOATE
- deja
- și
- aplicat
- domenii
- în jurul
- evitat
- Șira spinării
- devine
- fiind
- CEL MAI BUN
- între
- Dincolo de
- construi
- Clădire
- cablu
- Capacitate
- Provoca
- contesta
- șansă
- canale
- cum
- venire
- Comunicare
- Comunicații
- complex
- compromis
- Calculatoare
- concept
- Conectarea
- continuu
- Nucleu
- ar putea
- Contracara
- crea
- critic
- Cristal
- de date
- centre de date
- Data
- Departament
- dislocate
- implementează
- Amenajări
- proces de design
- proiectat
- În ciuda
- dezvolta
- dezvoltat
- Dezvoltare
- tulburare
- jos
- fiecare
- cu ușurință
- Margine
- efecte
- inginer
- asigura
- Întreg
- Mediu inconjurator
- de mediu
- Echivalent
- mai ales
- Chiar
- Platforme de tranzacţionare
- captivant
- de aşteptat
- experienţă
- expertiză
- camp
- descoperire
- flexibil
- Concentra
- găsit
- din
- mai mult
- viitor
- geometrie
- obține
- de sticlă
- Caritate
- rețele globale
- Go
- Par
- ajutor
- aici
- Cum
- Cum Pentru a
- Totuși
- HTTPS
- idei
- afectate
- implicații
- important
- in
- include
- Inclusiv
- individ
- industrie
- parteneri din industrie
- inevitabil
- influențat
- informații
- Internet
- problema
- IT
- pasionat
- Copil
- peisaj
- Ultimele
- conduce
- Led
- ușoară
- legate de
- cautati
- major
- face
- Efectuarea
- multe
- matematic
- matematică
- sens
- mediu
- se intalneste
- mesaje
- oglindă
- Modern
- modificată
- mai mult
- mişcă
- reţea
- rețele
- Nou
- următor
- numere
- ONE
- optică
- propriu
- parteneri
- oameni
- Perfect
- Peter
- fază
- Fotonii
- fizic
- Fizic
- Fizică
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- Joaca
- puternic
- Practic
- prezenta
- Principiile
- Problemă
- proces
- produce
- proteja
- protejat
- Dovedi
- publicat
- pune
- Cuantic
- informație cuantică
- Internet cuantic
- rețele cuantice
- RE
- gata
- real
- rămâne
- rămășițe
- cercetare
- cercetători
- robust
- robusteţe
- Rol
- sigur
- Said
- scalabil
- oamenii de stiinta
- în siguranță,
- trimitere
- câteva
- indicat
- asemănător
- singur
- mic
- So
- solid
- Surse
- se întinde
- Spectru
- Bobina
- Statele
- Pas
- stoc
- burse
- stoca
- drept
- structura
- student
- Studiu
- inconjurat
- sistem
- sisteme
- ia
- echipă
- tehnologic
- Tehnologii
- Peisajul
- lor
- lucruri
- mii
- Prin
- la
- astăzi
- împreună
- Unelte
- față de
- transfer
- transmite
- CĂLĂTORII
- tipic
- universitate
- vizibil
- modalități de
- care
- OMS
- pe larg
- voi
- în
- fără
- Apartamente
- lume
- ar
- Greșit
- ani
- zephyrnet