هر کدام از ما که با تماشای لوک و لیا (شخصیت‌های داستانی جنگ ستارگان) در سینما بزرگ شده باشیم، حتما به این که چگونه می‌توانیم شمشیر نوری داشته باشیم فکر کرده‌ایم. اصلی‌ترین دلیل امکان‌پذیر نبودن این موضوع، عدم بر‌هم‌کنش فوتون‌ها‌ی تشکیل دهنده‌ی نور با یکدیگر است. طبق مقاله‌ای که در مجله‌ی science منتشر شده است، در آزمایشگاه می‌توان فوتون‌ها را وارد بر‌هم‌کنش با یکدیگر کرد. علاوه‌بر کاردبرد‌ها‌ی فراوانی که این دستاورد می‌تواند داشته‌باشد، نقش موثری نیز در واقعیت بخشیدن به کامپیوتر‌ها‌ی کوانتومی خواهد داشت.

مشاهدات پژوهشگران نشان می‌دهد که فوتون‌ها نه‌تنها می‌توانند گروه‌ها‌ی سه‌تایی تشکیل دهند، بلکه می‌توانند به‌گونه‌ای با‌یکدیگر ترکیب شوند و نوع جدیدی از ماده‌ی فوتونی را شکل دهند. در نتیجه‌ی این فرایند، نوع جدیدی از نور تولید می‌شود.

پژوهشگران برای وارد کردن فوتون‌ها در بر‌هم‌کنش با یکدیگر، یک لیزر ضعیف را به محیطی از اتم‌ها‌ی سرد‌شده‌ی روبیدیوم می‌تابانند. فوتون‌ها‌ی لیزر در گروه‌ها‌ی سه‌تایی به‌دام می‌افتند. این فرایند بر‌هم کنشی به در‌هم تنیدگی فوتونی نیز شهرت دارد. در کنار تمام مشاهدات انجام شده، فیزیکدانان متوجه شدند که فوتون‌ها‌یی که در شرایط عادی، جرم سکون صفر دارند، پس از ترکیب شدن با یکدیگر، به جرم کسری از جرم الکترون می‌رسند. همچنین فوتون‌ها‌ی بر‌هم کنشی، 100000 برابر آهسته تر از فوتون‌ها‌ی آزاد حرکت می‌کنند.

گام بعدی: محاسبات کوانتومی

کامپیوتر‌ها‌ی کوانتومی بر‌مبنای بر‌هم کنش فوتون‌ها که در سال 2013 توسط تیمی از فیزیکدانان ارائه شد، کار می‌کنند. پروفسور ولادان والتیک، فیزیکدان mit در مصاحبه‌ای گفت:

بر‌هم کنش فوتون‌ها‌ی آزاد تا دهه‌ها تنها یک رویا بود.

اعضای تیم پژوهشی مورد نظر معتقدند که می‌توان بر‌هم کنش فوتون‌ها را به‌گونه‌ای دست‌کاری کرد که برای جفت‌شدگی کوانتومی مناسب باشند. از فوتون‌ها‌ی در‌هم‌تنیده می‌توان برای توزیع اطلاعات در یک سیستم کوانتومی استفاده کرد. کارکرد محاسبات کوانتومی به‌گونه‌ای است که هر واحد از اطلاعات در یک زمان می‌تواند دو مقدار مستقل صفر ور یک را داشته‌باشد که این کار با به‌کار گیری فوتون‌ها‌ی در‌هم تنیده امکان‌پذیر است.

والتیک گفت:

فوتون‌ها می‌توانند مسافت‌ها‌ی طولانی را بسیار سریع بپیمایند و مردم از نور برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند. برای مثال استفاده از فیبر‌ها‌ی اپتیکی بسیار گسترده است. اگر بتوان فوتون‌ها را وارد بر‌هم کنش کرد و سپس آن‌ها را در‌هم تنیده کرد، که ما این کار را انجام داده‌ایم، استفاده از این قابلیت برای توزیع اطلاعا کوانتومی، فوق‌العاده است.