បញ្ហា (The Problem)៖ ការទំនាក់ទំនងកង់ទិច (Quantum communication) ទាមទារឱ្យមានប្រភពគូហ្វូតុងជាប់ជំពាក់គ្នាដែលមានប្រសិទ្ធភាព ប៉ុន្តែប្រភពដែលមានស្រាប់ច្រើនតែពឹងផ្អែកលើឡាស៊ែរអ៊ីយ៉ុងដែលមានទំហំធំ ស្មុគស្មាញ និងមានតម្លៃថ្លៃ។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានបង្កើតប្រភពតូចចង្អៀតមួយដោយប្រើប្រាស់ឌីយ៉ូដឡាស៊ែរបង្កើនប្រេកង់ទ្វេដង ដើម្បីបាញ់ពន្លឺទៅលើត្បូងគ្រីស្តាល់មិនលីនេអ៊ែរនៅក្នុងរេសូណាទ័រអុបទិក។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| Large-frame ion lasers pumping SPDC ការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរអ៊ីយ៉ុងខ្នាតធំដើម្បីបង្កើត SPDC |
អាចផ្តល់ថាមពលបាញ់ (pump power) ខ្ពស់ ដែលងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតគូហ្វូតុង។ | មានទំហំធំ តម្លៃថ្លៃខ្លាំង និងមិនស័ក្តិសមសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងក្រៅពីមន្ទីរពិសោធន៍ធំៗ។ | បង្កើតគូហ្វូតុងបានច្រើន ប៉ុន្តែចំណាយធនធានខ្ពស់។ |
| Laser diode pumped down-conversion for telecom windows (1.3 µm / 1.55 µm) ការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរឌីយ៉ូដសម្រាប់រលកទូរគមនាគមន៍ (1.3 µm / 1.55 µm) |
រលកពន្លឺស័ក្តិសមសម្រាប់ការបញ្ជូនតាមខ្សែកាបអុបទិករយៈចម្ងាយឆ្ងាយ។ | ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (Ge ឬ InGaAs APDs) សម្រាប់រលកពន្លឺនេះមានសំឡេងរំខាន (dark count noise) ខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពចាប់សញ្ញាទាបខ្លាំង។ | មិនសូវមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការបង្កើត Quantum communication ជាក់ស្តែងដោយសារដែនកំណត់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ |
| Proposed: Cavity-enhanced SPDC with frequency-doubled laser diode (856 nm) វិធីសាស្ត្រស្នើឡើង៖ ការប្រើ SPDC ក្នុងរេសូណាទ័រ ជាមួយឡាស៊ែរឌីយ៉ូដបង្កើនប្រេកង់ទ្វេដង (856 nm) |
មានទំហំតូច តម្លៃសមរម្យ អាចប្រើជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (Si APDs) ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងទាមទារថាមពលបាញ់ទាប (ត្រឹម 6.5 mW) ដោយសារមានការជួយពីរេសូណាទ័រអុបទិក។ | ទាមទារការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព និងប្រវែងប្រហោងរេសូណាទ័រ (Cavity length) យ៉ាងជាក់លាក់បំផុតដើម្បីរក្សាស្ថិរភាព។ | អត្រារាប់ព្រឹត្តិការណ៍ ~10,000 counts/s, ភាពមើលឃើញ (Visibility) >95%, និងតម្លៃល្មើសវិសមភាព CHSH S=2.629±0.0074។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការពិសោធន៍នេះតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍អុបទិកកង់ទិចកម្រិតខ្ពស់ និងការរៀបចំក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍យ៉ាងជាក់លាក់។
ការស្រាវជ្រាវនេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍រូបវិទ្យានៃសាកលវិទ្យាល័យ Ludwig-Maximilians-Universität ប្រទេសអាល្លឺម៉ង់ ដែលមានបរិក្ខារទំនើប និងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងល្អ។ ទិន្នន័យទទួលបានពីការវាស់ស្ទង់រូបវិទ្យាសុទ្ធសាធ (pure physics measurement) ដូច្នេះវាមិនមានភាពលម្អៀងខាងប្រជាសាស្ត្រនោះទេ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា បញ្ហាចម្បងគឺកង្វះខាតហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតនេះ ដើម្បីធ្វើការផលិតឡើងវិញនូវលទ្ធផលទាំងនេះ។
ទោះបីជាបច្ចេកវិទ្យានេះមានភាពជឿនលឿនខ្លាំងក៏ដោយ ក៏វាមានសក្តានុពលសម្រាប់ការពង្រឹងវិស័យសន្តិសុខអ៊ីនធឺណិត និងការអប់រំនៅកម្ពុជាក្នុងរយៈពេលវែង។
ការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៅកម្ពុជានឹងតម្រូវឱ្យមានការវិនិយោគជាមុនលើមន្ទីរពិសោធន៍រូបវិទ្យាទំនើប ប៉ុន្តែវាជាជំហានដ៏សំខាន់ឆ្ពោះទៅរកការចូលរួមក្នុងបដិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យាកង់ទិច។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Polarization-entangled photon pairs | ជាគូហ្វូតុងដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងស្ថានភាពមួយដែលលក្ខណៈប៉ូលកម្ម (ទិសដៅរំញ័រនៃពន្លឺ) របស់ពួកវាមានទំនាក់ទំនងគ្នាយ៉ាងស្អិតរមួតក្នុងទម្រង់កង់ទិច។ បើទោះជាពួកវាស្ថិតនៅឆ្ងាយពីគ្នាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការវាស់ស្ទង់ប៉ូលកម្មរបស់ហ្វូតុងមួយនឹងកំណត់ស្ថានភាពរបស់ហ្វូតុងមួយទៀតភ្លាមៗ។ | ដូចជាកាក់វេទមន្តពីរ ដែលទោះបីជាអ្នកបោះវានៅកន្លែងខុសគ្នាឆ្ងាយយ៉ាងណាក៏ដោយ ក៏វាតែងតែចេញរូបក្បាល ឬប៉ាដាងដូចគ្នាជានិច្ចដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ |
| Spontaneous parametric down-conversion (SPDC) | ជាដំណើរការអុបទិកមិនលីនេអ៊ែរ ដែលនៅក្នុងនោះហ្វូតុងដែលមានថាមពលខ្ពស់ (ពីឡាស៊ែរបាញ់ចូល) ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយត្បូងគ្រីស្តាល់ ហើយបំបែកជាហ្វូតុងពីរដែលមានថាមពលទាបជាង (រលកវែងជាង) ដែលហៅថា signal និង idler photons ដោយរក្សាច្បាប់រក្សាថាមពល និងសន្ទុះ។ | ដូចជាការបាញ់គ្រាប់បាល់ធំមួយគ្រាប់ទៅបុកជញ្ជាំង រួចវាបែកទៅជាគ្រាប់បាល់តូចៗពីរដែលមានទំហំប៉ុនគ្នា ហើយហោះចេញក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នា។ |
| Frequency-doubled laser diode | ជាឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺឡាស៊ែរដែលឆ្លងកាត់ដំណើរការអុបទិកដើម្បីបង្កើនប្រេកង់របស់វាទ្វេដង (Second-harmonic generation) ដែលធ្វើឱ្យរលកចម្ងាយ (wavelength) របស់វាថយចុះពាក់កណ្តាល ដើម្បីទទួលបានថាមពលរលកពន្លឺខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ជំរុញដំណើរការ SPDC។ | ដូចជាឧបករណ៍ដែលបំប្លែងសំឡេងបាស (ធ្ងន់) ទៅជាសំឡេងស្រួច (ខ្ពស់) ពីរដង ដើម្បីឱ្យវាមានកម្លាំងរំញ័រខ្លាំងជាងមុនដើម្បីបំបែកកញ្ចក់។ |
| Silicon avalanche photodiodes (Si APDs) | ជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពន្លឺ (សេនស័រ) ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតក្នុងការចាប់យកហ្វូតុងទោល (ពន្លឺកម្រិតទាបបំផុត)។ វាដំណើរការដោយប្រើបាតុភូត avalanche ជាកន្លែងដែលអេឡិចត្រុងមួយត្រូវបានពង្រីកជាបន្តបន្ទាប់ដើម្បីបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីដែលអាចវាស់វែងបានយ៉ាងច្បាស់។ | ដូចជាម៉ាស៊ីនពង្រីកសំឡេងដ៏មានឥទ្ធិពលមួយ ដែលអាចចាប់យកសំឡេងខ្សឹបខ្សួលខ្សោយបំផុត ហើយបំពងវាឱ្យឮខ្លាំងរហូតដល់យើងអាចស្តាប់បានច្បាស់។ |
| Optical resonator | ប្រព័ន្ធប្រហោងអុបទិកដែលផ្សំឡើងពីកញ្ចក់ចំណាំងផ្លាតខ្ពស់ ដែលតម្រៀបឱ្យពន្លឺចាំងផ្លាតចុះឡើងជាច្រើនដងកាត់តាមត្បូងគ្រីស្តាល់ ដើម្បីបង្កើនអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺ និងបង្កើនឱកាសនៃអន្តរកម្មរវាងពន្លឺនិងគ្រីស្តាល់ ធ្វើឱ្យប្រសិទ្ធភាពនៃការបង្កើតហ្វូតុងកើនឡើង។ | ដូចជាបន្ទប់តូចមួយដែលមានកញ្ចក់នៅសងខាង ដែលនៅពេលអ្នកបញ្ចាំងភ្លើងពិលមួយ ពន្លឺនោះចាំងចុះឡើងៗធ្វើឱ្យបន្ទប់ទាំងមូលភ្លឺខ្លាំងជាងធម្មតារាប់សិបដង។ |
| Bell's inequality | ជាទ្រឹស្តីបទគណិតវិទ្យា និងរូបវិទ្យាដែលប្រើដើម្បីបញ្ជាក់ថា តើទំនាក់ទំនងរវាងភាគល្អិតពីរ (ដូចជាហ្វូតុង) អាចពន្យល់បានដោយច្បាប់រូបវិទ្យាក្លាសិក (Local realism) ឬពិតជាមានបាតុភូត "ជាប់ជំពាក់គ្នាកង់ទិច" មែន។ ការល្មើសនឹងវិសមភាពនេះនៅក្នុងការពិសោធន៍ គឺជាភស្តុតាងបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃយន្តការកង់ទិច។ | ដូចជាការធ្វើតេស្តចាប់កុហកដ៏តឹងរ៉ឹងមួយ ដើម្បីបញ្ជាក់ថាតើមនុស្សពីរនាក់ពិតជាមានទូរគមនាគមន៍ផ្លូវចិត្ត (អានចិត្តគ្នាបាន) ឬគ្រាន់តែទាយត្រូវដោយចៃដន្យ។ |
| BBO crystal | Beta-Barium Borate គឺជាប្រភេទត្បូងគ្រីស្តាល់មិនលីនេអ៊ែរដែលគេនិយមប្រើប្រាស់ក្នុងរូបវិទ្យាអុបទិក។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ វាត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតបាតុភូត SPDC ដោយវាមានលក្ខណៈពិសេសក្នុងការបំបែកហ្វូតុងពណ៌ខៀវឱ្យទៅជាគូហ្វូតុងពណ៌ក្រហមដែលមានប៉ូលកម្មជាប់ជំពាក់គ្នា។ | ដូចជាកែវព្រីស (Prism) ពិសេសមួយ ដែលនៅពេលអ្នកបាញ់ពន្លឺពណ៌ខៀវចូល វាបញ្ចេញពន្លឺពណ៌ក្រហមពីរគ្រាប់ដែលមានទំនាក់ទំនងវេទមន្តនឹងគ្នា។ |
| Quantum cryptography | ជាវិធីសាស្ត្រនៃការរក្សាសុវត្ថិភាពទិន្នន័យដោយប្រើប្រាស់គោលការណ៍កង់ទិច (ជាពិសេសការជាប់ជំពាក់គ្នានៃហ្វូតុង) ដើម្បីបង្កើត និងចែករំលែកសោសម្ងាត់។ ប្រសិនបើមានភាគីទី៣លួចស្ទាក់ចាប់យកទិន្នន័យ ស្ថានភាពកង់ទិចនឹងរលាយបាត់ភ្លាមៗ ដែលផ្តល់សញ្ញាប្រកាសអាសន្នដល់អ្នកផ្ញើនិងអ្នកទទួល។ | ដូចជាការផ្ញើសំបុត្រនៅក្នុងស្រោមសំបុត្រវេទមន្ត ដែលប្រសិនបើមានអ្នកផ្សេងលួចបើកមើលតាមផ្លូវ សំបុត្រនោះនឹងឆេះក្លាយជាផេះភ្លាមៗ ហើយម្ចាស់នឹងដឹងខ្លួន។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
