Susukta šviesa – kitas duomenų perdavimo lygis

Tyrėjai iš Austrijos pirmą kartą lauke ir dideliu atstumu pasiuntė susuktos šviesos spindulį. Šis eksperimentas atvėrė duris į duomenų perdavimo neįtikėtinai didele sparta erą.

Ankstesni tyrimai parodė, kad jei tam tikros spalvos, ar bangos, šviesos spindulys susukamas į kamščiatraukio formos „sūkurį“, susidaro daug kanalų, kuriais gali būti siunčiami duomenys. Šis perdavimas vyksta žymiai greičiau, nes vietoj vieno šviesos bangos ilgio panaudojimo (kaip ryšio kanalo), teoriškai šviesa gali būti susukta į begalinį skaičių vijų, kurių kiekviena konfigūracija veikia kaip kanalas.

Ši sukimosi charakteristika, dar žinoma kaip orbitinis kampinis momentas (OKM), mokslininkų buvo pritaikyta jau anksčiau: tuomet pasiektas 2,56 terabitų per sekundę duomenų perdavimo greitis, tai yra daugiau nei 66 DVD diskų talpa.

Tai jie įgyvendino pasinaudoję optinėmis skaidulomis, tačiau jos tinka tik tam tikros rūšies komunikacijai, kurioje naudojama šviesa (Žemės ir palydovo ryšio palaikymui). Todėl tyrėjai nusprendė pasiųsti susuktos šviesos spindulį laisvoje erdvėje (virš Vienos miesto). Iki šiol tai buvo atliekama tik mažais atstumais ir uždarose laboratorijose.

Naujausioje studijoje mokslininkai iš Vienos universiteto ir Kvantinės optikos bei kvantinės informacijos instituto, panaudojo žalią lazerio spindulį ir pasiuntė susuktą šviesą į objektyvą, patalpintą ant meteorologijos ir geodinamikos instituto bokšto.

Mokslininkai perdavė 16 skirtingų ilgio susuktų bangų konfigūracijų maždaug 3 km atstumu. Fotoaparatu šviesos spinduliai buvo fiksuojami, o dirbtinis neuroninis tinklas padėjo dislokuoti galimus oro turbulencijos trikdžius.

Po šių 16 modelių sudarymo, mokslininkai juose užkodavo realią informaciją – nespalvotus Wolfgango Amadėjo Mocarto, Liudviko Boltzmanno ir Erwino Šriodingerio atvaizdus.

Tyrimo bendraautorius Mario Krenn sakė: „Mes parodėme, kad informacija gali būti užkoduota į susuktą šviesą bei siunčiama ilgus nuotolius tiesiog virš miesto, nepaisant oro turbulencijos trukdžių“.

Krenn ir kiti bendraautoriai mano, kad šviesos orbitinis kampinis momentas (OKM) taip pat gali būti naudojamas ir kvantinės komunikacijos eksperimentuose, kai poliarizuoti arba „besisukantys“ fotonai (šviesos dalelės) yra perduodami tarp dviejų objektų. Kiekvienas fotonas atskirai turi savo OKM. Jų sukiniai kuria naujas konfigūracijas, o tai reiškia perduoda daugiau informacijos.