<

div class=”wysiwyg wysiwyg–all-content” aria-live=”polite” aria-atomic=”true”>
تخيل أنك تحاول إرسال طرد دقيق مثل “كرة زجاجية” عبر طريق مزدحم. هذا الطرد حساس للغاية؛ فقد يتعرض للكسر عند أي احتكاك. هكذا تماماً المعلومات الكمية، حيث تعتبر حساسة لأي ضوضاء أو تداخل.

نجح فريق بحثي من جامعة نورث وسترن الأميركية، وبشكل غير مسبوق، في تحقيق “نقل كمي آني” لمعلومات كمية على مسافة تتجاوز 30 كيلومتراً، باستخدام كابلات الألياف الضوئية التقليدية التي تُستخدم لنقل بيانات الإنترنت، كما تم الإعلان عن هذا الإنجاز من خلال دورية “أوبتيكا”.

تُعرف المعلومات الكمية، كما يوضح رئيس المركز المصري للفيزياء النظرية الدكتور عبد الناصر توفيق، بأنها نوع مختلف تماماً عن البيانات التقليدية. البيانات التقليدية تعتمد على البتات (0 أو 1)، بينما المعلومات الكمية تستخدم “الكيوبت” الذي يمكن أن يكون في حالة 0 أو 1 أو حالة وسطى بينهما.

للتوضيح، عند رمي عملة، النتائج في البيانات التقليدية تكون وجه أو ظهر؛ لكن في المعلومات الكمية، يمكن للعملة أن تكون في حالة “وجه وظهر في ذات الوقت” حتى يتم قياسها.

تتيح هذه الخصائص المميزة إمكانيات جديدة في الحوسبة والتواصل. فالحواسيب الكمومية قادرة على معالجة العديد من الاحتمالات مرة واحدة، ما يجعلها أسرع بكثير من الحواسيب التقليدية في حل المشكلات المعقدة.

تحدي نقل المعلومات الكمية

التحدي الأكبر في نقل المعلومات الكمية هو حساسيتها العالية لأي ضوضاء أو تداخل، حيث تعتمد على خصائص فيزياء الكم. يقول توفيق: “عندما تتشابك الجسيمات الكمية، أي تغيير في حالة واحدة يؤثر مباشرة على الأخرى”. مع زيادة المسافة، تصبح المعلومات أكثر عرضة للتغيير بسبب التفاعل مع العوامل المحيطة.

لذا، كان من الصعب إرسال المعلومات الكمية عبر الكابلات المستخدمة لبيانات الإنترنت التقليدية، وهو ما دفع الباحثين سابقاً لاستخدام كابلات خاصة كان استخدامها مكلفًا، بالإضافة إلى عدم إمكانية نقل المعلومات لمسافات طويلة.

لكن في الإنجاز الجديد، تمكن الباحثون من نقل البيانات على مسافة 30 كيلومترا عبر كابلات الإنترنت التقليدية، ما يمثل تقدما ملحوظا دون الحاجة إلى تعديلات في البنية التحتية.

تقليل مخاطر التشتت

بتخفيض مخاطر التداخل، أصبحت إمكانية نقل البيانات الكمومية عبر الشبكات التقليدية ممكنة. هذا إنجاز يفتح آفاقا جديدة للتطبيقات المستقبلية في هذا المجال.

رابط المصدر

نجاح في نقل المعلومات الكمومية عبر الإنترنت

تمكن فريق بحثي من تحقيق إنجاز كبير في مجال الاتصالات الكمومية، حيث قاموا بنقل الحالة الكمومية للضوء عبر كابلات الألياف البصرية لمسافات طويلة، مما يعتبر خطوة هامة نحو شبكات الاتصالات الكمومية الفعالة.

تقنيات للحد من تشتت الفوتونات

لحماية حالة الفوتونات التي تحمل المعلومات الكمومية من التشتت بسبب تدفق الإنترنت الذي يصل إلى 400 غيغابت في الثانية، اعتمد الباحثون مجموعة من التقنيات لخفض مخاطر تشتت الفوتونات. يُعرف التشتت بأنه ظاهرة تحدث عندما تتعرض الموجات الضوئية لتغيرات غير مرغوب فيها عند مرورها عبر الألياف البصرية. لقد درس الفريق كيفية تشتيت الضوء في الألياف، وعملوا على تعديل ظروف النقل بدقة، مما ساهم في تقليل التشتت إلى الحد الأدنى من خلال وضع الفوتونات في “نقطة دقيقة”.

نقل آني كمي للمعلومات

مع وجود سرعة الضوء فقط، يتيح مفهوم “النقل الآني الكمي” طريقة سريعة وآمنة لمشاركة المعلومات. يُحقق ذلك بفضل التشابك الكمي، حيث يصبح جسيمان مرتبطين بحيث تؤثر حالة أحدهما على الآخر فورًا، بغض النظر عن المسافة. من خلال الاستفادة من هذا التشابك، يمكن إعادة بناء الحالة الكمومية لجسيم ما في مكان بعيد، مما يُمكن من نقل المعلومات بشكل فعال.

أكد المهندس الحاسوبي في جامعة نورث وسترن، بريم كومار، في بيان صحفي، أن ما تم تحقيقه هو دليل على إمكانية إيجاد مسار نحو شبكات الكم والكلاسيكية التي تتشارك بنية أساسية موحدة، مما يمثل خطوة كبيرة نحو بناء بنية تحتية للاتصالات تعتمد على خصائص العالم الكمي.

إمكانيات مستقبلية واعدة

يضيف كومار أن إنجازهم يمثل إمكانية نقل الحالة الكمية عبر مسافات طويلة، وهذا يُظهر أن الشبكات الكمية ليست خيالًا علميًا، بل حقيقة متنامية. ويُعتبر نقل الحالة الكمومية للحالة الكمية حوالي هذا الإنجاز العلمي الكبير، حيث يُعزز من فرص توسيع الشبكات الكمية وتمكين الاتصال الآمن.

يشير الدكتور توفيق إلى عدة تطبيقات محتملة لهذا الإنجاز، والتي من أبرزها “الحوسبة الكمومية”. حيث تتيح هذه الحوسبة معالجة البيانات بسرعة عالية، مما يسهم في حل مشكلات معقدة. على سبيل المثال، تسريع تطوير الأدوية عن طريق محاكاة تفاعلات الجزيئات.

تحسين الأمن السيبراني

من خلال النقل الكمي، يُمكن تحقيق تطبيقات متعددة في الأمن السيبراني، حيث يتم استخدام التشفير الكمي الذي يتيح إرسال البيانات بطرق تضمن اكتشاف أي محاولة للاعتراض. وهذا يوفر حماية غير مسبوقة للمعلومات الحساسة. تعتمد الاتصالات الكمومية على التشابك الكمي لنقل البيانات بشكل آمن وفوري، مما قد يُدشّن عصر إنشاء شبكات إنترنت كمية عالمية يصعب اختراقها.

رابط المصدر