فیبر نوری هوایی: تحولی بزرگ در آینده اینترنت و ارتباطات کوانتومی

فیبر نوری هوایی: انقلابی در انتقال داده

فیبر نوری جدید، برخلاف نمونه‌های متداول که حدود نیمی از سیگنال را هر ۱۵ تا ۲۰ کیلومتر از دست می‌دهند و نیازمند ایستگاه‌های تقویتی متعدد هستند، قادر است نور را تا حدود ۳۳ کیلومتر بدون افت شدید منتقل کند. این پیشرفت، به گفته فرانچسکو پولتی، سرپرست تیم تحقیق، می‌تواند با حذف یک یا دو ایستگاه تقویتی در مسیر، صرفه‌جویی اقتصادی چشمگیری به همراه داشته باشد.

توان و سرعت بی‌سابقه

این فیبرهای توخالی، توانایی انتقال داده با قدرتی بیش از هزار برابر فیبرهای معمولی را دارند و طیف وسیع‌تری از طول موج‌ها را پوشش می‌دهند. این ویژگی شامل پالس‌های تک‌فوتونی نور مرئی نیز می‌شود که در سامانه‌های ارتباطات کوانتومی کاربرد حیاتی دارند. بنابراین، این دستاورد نه تنها برای شبکه‌های موجود، بلکه برای فناوری‌های نوظهور کوانتومی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.

نور در هوا حدود ۴۵ درصد سریع‌تر از شیشه حرکت می‌کند و این موضوع برتری فوری این فناوری را نشان می‌دهد.

تیم پولتی پس از بیش از یک دهه پژوهش، موفق به ارائه طراحی ویژه‌ای شده است که نور را در هسته توخالی محبوس کرده و از نشت آن جلوگیری می‌کند. این پیشرفت، موانع پیشین تجاری‌سازی فیبرهای توخالی را که به دلیل هزینه بالا و دشواری ساخت وجود داشت، برطرف می‌سازد.

مسیر تجاری‌سازی و آینده ارتباطات

تولید این فیبرها نیازمند حفظ دقیق ساختار پیچیده کانال‌های توخالی در مقیاس صنعتی است. برخلاف فیبرهای شیشه‌ای رایج که از ذوب و کشش شیشه جامد ساخته می‌شوند، تیم ساوتهمپتون از پریفرم‌های بزرگ شیشه‌ای با کانال‌های از پیش تعبیه‌شده استفاده می‌کند. در مرحله کشش به قطر حدود ۱۰۰ میکرومتر، فضای توخالی با فشار کنترل‌شده حفظ می‌شود تا ساختار دچار تغییر نشود.

شرکت Lumenisity که از دل دانشگاه ساوتهمپتون شکل گرفته، مسئولیت تولید این فیبرها را بر عهده گرفته است. خرید این شرکت توسط مایکروسافت در سال ۲۰۲۲، نشان‌دهنده علاقه بالای صنعت به این فناوری است. کارشناسان معتقدند در صورت اثبات دوام و مقرون‌به‌صرفه بودن این فیبرها، می‌توان شاهد:

• سرعت بیشتر در شبکه‌های مخابراتی آینده
• هزینه کمتر در زیرساخت‌ها
• توسعه چشمگیر ارتباطات کوانتومی

تریسی نورتاپ، فیزیک‌دان دانشگاه اینسبروک اتریش، این دستاورد را برای جامعه ارتباطات کوانتومی بسیار هیجان‌انگیز می‌داند و معتقد است تولید انبوه می‌تواند قیمت‌ها را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد.