در فضایی که انتظار می رود مملو از امواج رادیویی بیگانگان باشد، سکوت حاکم است؛ سکوت عجیب و غریبی که شاید علت آن این باشد که موجودات فرازمینی از فناوری کوانتومی پیشرفته ای برخوردارند و از مزایای بیت های کوانتومی (کیوبیت ها) برای انتقال اطلاعات بیشتر در سیگنال های رادیویی شان بهره می برند.
طبق نظریه دکتر لیتام بویل، فیزیکدان نظری دانشگاه ادینبورگ، بیگانگان ممکن است از تجهیزات کلاسیک سنتی ما پیشی گرفته و به این مزیت پی برده باشند.
در مقاله ای که بویل در سرور پیش انتشار arXiv منتشر کرده، به جذابیت ارتباطات کوانتومی بین ستاره ای اشاره می کند که می تواند امکانات ارتباطی بین ستاره ای را به طرز چشمگیری گسترش دهد. وجود چنین ارتباطاتی می تواند نویدبخش فناوری های پیشرفته در زمین باشد، اما تشخیص آن بدون ارتقاء تجهیزات ما دشوار خواهد بود.
ارتباطات کلاسیک از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال پیام استفاده می کند که می توانند شامل امواج رادیویی باشند. دستکاری ویژگی های فوتون ها، مانند تعداد یا فرکانس آنها، می تواند اطلاعاتی را منتقل کند که در فواصل طولانی بین ستاره ای خوانا باقی می ماند.
با این حال، فیزیک کوانتومی مرزهای درک ما از جهان را گسترش می دهد. در این قلمرو، امواج نور می توانند در حالت های مبهمی از احتمال وجود داشته باشند و ویژگی های آنها به گونه ای در هم تنیده باشد که امکان انجام محاسبات، ارتباطات و انتقال اطلاعات با روشی که فوتون های منفرد قادر به آن نیستند، فراهم می شود.
آزمایش ها نشان داده اند که حالت احتمالی فوتون می تواند در فواصل بسیار زیادی باقی بماند، که شبکه های ارتباطی کوانتومی بین ستاره ای را به لحاظ نظری ممکن می سازد.
برای بررسی اینکه بیگانگان چگونه می توانند از ماهیت کوانتومی نور به نفع خود استفاده کنند، بویل ظرفیت اطلاعاتی ارتباطات کلاسیک و ارتباطات کوانتومی را با هم مقایسه کرد. ارسال دقیق یک سیگنال رادیویی در هر فاصله ای نیاز به گیرنده ای دارد که بخش قابل توجهی از فوتون ها را دریافت کند.
اما در ارتباطات کوانتومی، فوتون های متعددی به یک انتقال واحد کمک می کنند و اکثر آنها باید در حالت حساس خود دریافت شوند تا پیام به درستی تفسیر شود. براساس محاسبات بویل، هر آنتن گیرنده و فرستنده باید بیش از 100 کیلومتر عرض داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که تعداد کافی از حالت های کوانتومی از سفر جان سالم به در برده اند.
حتی این سناریو نیز خوش بینانه است و فرض می کند که امواج از نزدیک ترین همسایه کهکشانی ما با بالاترین فرکانسی که می تواند از جو زمین عبور کند، جمع آوری می شوند.
آنتن های کوچک تر ممکن است طول موج های کوتاه تری را جمع آوری کنند، اما برای اینکه این آنتن ها حتی شانس کمی برای جمع آوری فوتون های کافی داشته باشند، باید بالاتر از جو ما، مثلاً روی ماه، قرار بگیرند.
راه حل دیگر استفاده از آنتن های کوچک تر در یک حلقه دوطرفه است که در آن سیگنال های کوانتومی همراه با سیگنال های کلاسیک ارسال می شوند و خطای انتقال را تا حدی کاهش می دهند که از دست دادن تعداد بیشتری از فوتون ها را امکان پذیر می کند.
با این وجود، هر بیگانه ای که بخواهد از طریق کوانتوم با ما ارتباط برقرار کند، مطمئناً فناوری کافی برای مشاهده جزئیات زمین دارد و متوجه خواهد شد که گوش شنوایی برای پیام آنها وجود ندارد، بنابراین حتی تلاش هم نخواهند کرد.
این تحقیق در سرور پیش انتشار arXiv در دسترس است.
