مطالعه جدیدی نشان می‌دهد که موجودات فرازمینی ممکن است از فناوری‌های کوانتومی برای ارتباطات بین‌ستاره‌ای استفاده کنند.

برای کهکشانی که باید از امواج رادیویی بیگانگان سرشار باشد، فضا به طرز عجیبی ساکت به نظر می‌رسد.

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که شاید، فقط شاید، دلیل این سکوت این است که موجودات فرازمینی می‌بینند ما تجهیزات کوانتومی لازم برای شنیدن آن‌ها را نداریم. حداقل هنوز نه.

توضیحات متعددی برای اینکه چرا سال‌ها جستجو حتی کوچک‌ترین نشانه‌ای از هوش غیرانسانی در میان ستارگان را به همراه نداشته است، وجود دارد.

یا طبق نظریه‌ "لیتام بویل"، فیزیکدان نظری دانشگاه ادینبورگ، شاید بیگانگان از تجهیزات کلاسیک ما پیشی گرفته‌اند و به مزایای استفاده از کیوبیت‌ها پی برده‌اند تا اطلاعات بیشتری را در پهنای باند خود جای دهند.

بویل در مقاله‌ای که در سرور پیش‌بررسی arXiv منتشر شده، گفت: احتمال وجود ارتباطات کوانتومی بین‌ستاره‌ای جذاب است، زیرا به‌طور اساسی مفهوم ارتباطات بین‌ستاره‌ای را گسترش می‌دهد.

اگر چنین ارتباطات کوانتومی وجود داشته باشد، این می‌تواند به نفع فناوری‌های پیشرفته‌ ما روی زمین باشد، اما این فرآیند باعث می‌شود که بدون ارتقاء جدی تجهیزات ما، امکان تشخیص آن وجود نداشته باشد.

ارتباطات کلاسیک از ویژگی‌های اساسی امواج الکترومغناطیسی برای ارسال پیام استفاده می‌کند.

دستکاری ویژگی‌های فوتون‌ها مانند تعداد یا فرکانس آن‌ها می‌تواند اطلاعاتی را منتقل کند که در فاصله‌های وسیع بین‌ستاره‌ای همچنان خوانا باقی بماند و به گونه‌های تکنولوژیکی مانند ما این امکان را بدهد که صداها، تصاویر و متن‌ها را با سرعت نور ارسال کنند.

همان‌طور که انسان‌ها در طول قرن گذشته کشف کرده‌اند، امواج نوری فقط به اندازه و طول موج خود محدود نمی‌شوند.

مکانیک کوانتومی جایی است که فیزیک کلاسیک با قوانین احتمالات تلفیق می‌شود و قوانینی را شامل می‌شود که نحوه عملکرد ذرات را تعیین می‌کنند.

براساس این شیوه عجیب از درک جهان، امواج نور می‌توانند در حالت‌های مبهمی از احتمال وجود داشته باشند و ویژگی‌های آن‌ها به‌گونه‌ای درهم‌تنیده شود که مجموع خصوصیات آن‌ها بتواند برای محاسبه، مشاهده، ارتباط و حتی انتقال اطلاعات به روش‌هایی استفاده شود که فوتون‌های فردی به‌تن‌هایی قادر به انجام آن نیستند.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که حالت مبهم احتمالی یک فوتون می‌تواند در فواصل بسیار چشمگیری باقی بماند و این امر مفهوم شبکه‌های کوانتومی بین‌ستاره‌ای را از لحاظ اصولی قابل انجام می‌کند.

برای بررسی اینکه بیگانگان چگونه ممکن است از ماهیت کوانتومی نور نسبت به فناوری ارتباطات کلاسیک بهره ببرند، بویل ظرفیت اطلاعاتی هر دو روش را مقایسه کرد و روش‌های مختلفی که ممکن است خطا‌ها انتقالات کلاسیک، کوانتومی و ترکیبی را خراب کنند، بررسی نمود.

ارسال دقیق یک سیگنال رادیویی در هر فاصله‌ای به دریافت‌کننده‌ای نیاز دارد که حداقل بخش کوچکی از امواج نور را دریافت کند. از نظر تئوری، یک فوتون می‌تواند یک قطعه‌ی معنایی از اطلاعات را منتقل کند و این امکان را فراهم می‌آورد که امواج نوری زیادی در طول راه گم شوند.

اما در مورد یک ارتباط کوانتومی این‌گونه نیست، جایی که فوتون‌های متعددی به یک انتقال واحد کمک می‌کنند و اکثریت آن‌ها باید در حالت حساس خود دریافت شوند تا پیام به‌ درستی تفسیر شود.

براساس محاسبات بویل، هر بشقاب فرستنده و گیرنده‌ای باید بیش از ۱۰۰ کیلومتر (بیش از ۶۰ مایل) عرض داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که تعداد کافی از حالت‌های کوانتومی از سفر جان سالم به در برده‌اند.

این هم یک سناریوی خوش‌بینانه است که به‌طور خوش‌بینانه امواج را از نزدیک‌ترین همسایه کهکشانی ما با بالاترین فرکانسی که به‌راحتی می‌تواند از جو زمین عبور کند، جمع‌آوری می‌کند.

بشقاب‌های کوچک‌تر ممکن است طول موج‌های کوتاه‌تری را جمع‌آوری کنند، اما برای اینکه این بشقاب‌ها شانس جمع‌آوری فوتون‌های کافی را داشته باشند، باید بالای جو ما، مانند روی ماه، قرار بگیرند.

یا بشقاب‌های کوچک‌تر می‌توانند در یک حلقه دوطرفه استفاده شوند که در آن سیگنال‌های کوانتومی همراه با سیگنال‌های کلاسیک ارسال می‌شوند و فرآیند تصحیح خطا را تا حدی کاهش می‌دهند که امکان از دست دادن تعداد بیشتری از فوتون‌ها را فراهم کند.

با این وجود، هر بیگانه‌ای که بخواهد با ما از طریق کوانتوم ارتباط برقرار کند، قطعا باید فناوری کافی برای دیدن زمین با جزئیات داشته باشد تا به این نتیجه برسد که این ارتباط بر گوش‌های ناشنوا می‌افتد؛ بنابراین حتی تلاش نخواهند کرد.

این تحقیق در سرور پیش‌انتشار arXiv در دسترس است.


منبع: برنا