10. januarja 2023 (Nanowerk novice) Optična vlakna so hrbtenica naših sodobnih informacijskih omrežij. Od komunikacije na dolge razdalje prek interneta do hitrega prenosa informacij v podatkovnih centrih in borzah, optična vlakna ostajajo kritična v našem globaliziranem svetu. Optična omrežja pa niso strukturno popolna in prenos informacij je lahko ogrožen, ko gre kaj narobe. Da bi rešili to težavo, so fiziki z Univerze v Bathu razvili novo vrsto vlaken, namenjenih povečanju robustnosti omrežij. Ta robustnost bi se lahko izkazala za še posebej pomembno v prihajajoči dobi kvantnih omrežij. Ekipa je izdelala optična vlakna (prilagodljive steklene kanale, skozi katere se pošiljajo informacije), ki lahko zaščitijo svetlobo (medij, skozi katerega se prenašajo podatki) z uporabo matematike topologije. Najboljše od vsega pa je, da so ta modificirana vlakna enostavno prilagodljiva, kar pomeni, da je strukturo vsakega vlakna mogoče ohraniti na tisoče kilometrov. Študija Bath je objavljena v zadnji številki Znanost Predplačila(“Topološki supermodi v fotonskih kristalnih vlaknih”).
Zaščita svetlobe pred motnjo
Najenostavneje optično vlakno – ki ima običajno premer 125 µm (podobno debelemu pramenu las) – sestoji iz jedra iz trdnega stekla, obdanega z oblogo. Svetloba potuje skozi jedro, kjer se odbija, kot bi se odbila od ogledala. Vendar pa je pot, ki jo ubere optično vlakno, ko prečka pokrajino, redko ravna in nemotena: zavoji, zanke in ovinki so običajni. Popačenja v vlaknu lahko povzročijo poslabšanje informacij, ko se premikajo med pošiljateljem in prejemnikom. "Izziv je bil zgraditi omrežje, ki upošteva robustnost," je povedal doktorski študent fizike Nathan Roberts, ki je vodil raziskavo. »Kadarkoli izdelujete optični kabel, so neizogibno prisotne majhne razlike v fizični strukturi vlakna. Ko je vlakno razporejeno v omrežju, se lahko tudi zvije in upogne. Eden od načinov za boj proti tem variacijam in napakam je zagotoviti, da proces oblikovanja vlaken vključuje resnično osredotočenost na robustnost. Tukaj so se nam zdele ideje o topologiji koristne.« Za načrtovanje tega novega vlakna je skupina Bath uporabila topologijo, ki je matematična študija količin, ki ostanejo nespremenjene kljub stalnim izkrivljanjem geometrije. Njegova načela se že uporabljajo na številnih področjih fizikalnih raziskav. S povezovanjem fizičnih pojavov z nespremenljivimi številkami se je mogoče izogniti uničujočim učinkom neurejenega okolja. Vlakno, ki ga je zasnovala skupina Bath, uporablja topološke ideje tako, da v vlakno vključi več jeder za vodenje svetlobe, povezanih v spiralo. Svetloba lahko skače med temi jedri, vendar se zahvaljujoč topološki zasnovi ujame v rob. Ta robna stanja so zaščitena pred neredom v strukturi. Fizik iz Batha dr. Anton Souslov, ki je bil soavtor študije kot vodja teorije, je dejal: »Z uporabo našega vlakna je svetloba manj pod vplivom okoljskih motenj, kot bi bila v enakovrednem sistemu brez topološke zasnove. "S sprejetjem optičnih vlaken s topološko zasnovo bodo raziskovalci imeli orodja za preprečevanje in preprečevanje učinkov poslabšanja signala z izgradnjo inherentno robustnih fotonskih sistemov."Teorija se sreča s praktičnim znanjem
Fizik iz Batha dr. Peter Mosley, ki je bil soavtor študije kot vodja eksperimenta, je dejal: »Prej so znanstveniki uporabljali kompleksno matematiko topologije za svetlobo, toda tukaj na Univerzi v Bathu imamo veliko izkušenj s fizično izdelavo optičnih vlaken, tako da matematiko združimo z našim strokovnim znanjem in ustvarimo topološko vlakno.« Ekipa, ki vključuje tudi doktorskega študenta Guida Baardinka in dr. Josha Nunna z oddelka za fiziko, zdaj išče industrijske partnerje za nadaljnji razvoj njihovega koncepta. »Resnično želimo pomagati ljudem zgraditi robustna komunikacijska omrežja in pripravljeni smo na naslednjo fazo tega dela,« je dejal dr. Souslov. G. Roberts je dodal: »Pokazali smo, da lahko naredite kilometre topoloških vlaken, navitih okoli tuljave. Predvidevamo kvantni internet, kjer se bodo informacije robustno prenašale po celinah z uporabo topoloških načel.« Poudaril je, da ima ta raziskava posledice, ki presegajo komunikacijska omrežja. Rekel je: »Razvoj vlaken ni samo tehnološki izziv, ampak tudi vznemirljivo znanstveno področje samo po sebi. "Razumevanje, kako izdelati optična vlakna, je vodilo do svetlobnih virov od svetlega 'superkontinuuma', ki obsega celoten vidni spekter vse do kvantnih svetlobnih virov, ki proizvajajo posamezne fotone – posamezne delce svetlobe."Prihodnost je kvantna
Pričakuje se, da bodo kvantna omrežja v prihodnjih letih igrala pomembno tehnološko vlogo. Kvantne tehnologije imajo zmožnost shranjevanja in obdelave informacij na zmogljivejše načine, kot jih zmorejo današnji "klasični" računalniki, ter varnega pošiljanja sporočil po globalnih omrežjih brez kakršne koli možnosti prisluškovanja. Toda na kvantna stanja svetlobe, ki prenašajo informacije, njihovo okolje zlahka vpliva in iskanje načina za njihovo zaščito je velik izziv. To delo je lahko korak k ohranjanju kvantnih informacij v optičnih vlaknih z uporabo topološke zasnove.- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- vir: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62131.php
- 1
- 10
- 7
- 9
- a
- Račun
- čez
- dodano
- Naslov
- Sprejem
- po
- proti
- vsi
- že
- in
- uporabna
- območja
- okoli
- izognili
- Hrbtenica
- postane
- počutje
- BEST
- med
- Poleg
- izgradnjo
- Building
- kabel
- kapaciteta
- Vzrok
- izziv
- priložnost
- kanali
- kako
- prihajajo
- Komunikacija
- Communications
- kompleksna
- Ogroženo
- računalniki
- Koncept
- Povezovanje
- neprekinjeno
- Core
- bi
- Števec
- ustvarjajo
- kritično
- Crystal
- datum
- podatkovni centri
- Datum
- Oddelek
- razporejeni
- razpolaga
- Oblikovanje
- proces oblikovanja
- zasnovan
- Kljub
- Razvoj
- razvili
- Razvoj
- motnja
- navzdol
- vsak
- enostavno
- Edge
- Učinki
- inženir
- zagotovitev
- Celotna
- okolje
- okolja
- Enakovredna
- zlasti
- Tudi
- Izmenjave
- zanimivo
- Pričakuje
- izkušnje
- strokovno znanje
- Polje
- iskanje
- prilagodljiv
- Osredotočite
- je pokazala,
- iz
- nadalje
- Prihodnost
- geometrija
- dobili
- steklo
- Globalno
- globalna omrežja
- Go
- Hair
- pomoč
- tukaj
- Kako
- Kako
- Vendar
- HTTPS
- Ideje
- prizadeti
- posledice
- Pomembno
- in
- vključuje
- Vključno
- individualna
- Industrija
- industrijskim partnerjem
- neizogibno
- vplivali
- Podatki
- Internet
- vprašanje
- IT
- Keen
- Otrok
- Pokrajina
- Zadnji
- vodi
- Led
- light
- povezane
- si
- velika
- Znamka
- Izdelava
- več
- matematični
- matematika
- kar pomeni,
- srednje
- ustreza
- sporočil
- ogledalo
- sodobna
- spremembe
- več
- premika
- mreža
- omrežij
- Novo
- Naslednja
- številke
- ONE
- optika
- lastne
- partnerji
- ljudje
- popolna
- Peter
- faza
- Fotoni
- fizično
- Fizično
- Fizika
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- Predvajaj
- močan
- Praktično
- predstaviti
- Načela
- problem
- Postopek
- proizvodnjo
- zaščito
- zaščiteni
- Dokaži
- objavljeno
- dal
- Kvantna
- kvantne informacije
- Kvantni internet
- kvantna omrežja
- RE
- pripravljen
- pravo
- ostajajo
- ostanki
- Raziskave
- raziskovalci
- robusten
- robustnost
- vloga
- varna
- Je dejal
- razširljive
- Znanstveniki
- Varno
- pošiljanja
- več
- pokazale
- Podoben
- sam
- majhna
- So
- trdna
- Viri
- razponi
- Spectrum
- Spool
- Države
- Korak
- zaloge
- borze
- trgovina
- naravnost
- Struktura
- študent
- študija
- obkrožen
- sistem
- sistemi
- meni
- skupina
- tehnološki
- Tehnologije
- O
- Pokrajina
- njihove
- stvari
- tisoče
- skozi
- do
- danes
- skupaj
- orodja
- proti
- prenos
- posredujejo
- potovanja
- tipično
- univerza
- vidna
- načini
- ki
- WHO
- pogosto
- bo
- v
- brez
- delo
- svet
- bi
- Napačen
- let
- zefirnet