ما يقرب من المستحيل اختراق "الإنترنت الكمي" قيد الإنشاء في نيويورك
تم إخفاء الفوتونات المتشابكة بشكل جيد تحت شوارع نيويورك في حلقة من الألياف الضوئية في 10 أبريل. قد تكون هذه العملية أول معلم في بناء "إنترنت كمي" من الصعب للغاية اختراقه.
هل سبق لك أن انتقلت إلى مكان تتساءل عما إذا كان "يحتوي على ألياف" أم لا؟ من المعروف بالفعل أن الألياف الضوئية تسمح لنا بنقل البيانات بسرعة كبيرة ، وذلك بفضل الضوء الذي يمر عبر هذا الجهاز. يقول باحثون من شركة Qunnect إنهم يستطيعون استخدام شبكة الألياف الضوئية نفسها لإنشاء "إنترنت كمي". لقد نجحوا للتو في تدوير الفوتونات المتشابكة في حلقة من الألياف الضوئية بطول 34 كيلومترًا ، مما قد يشكل خطوة أولى في نقل البيانات "الكمومية". تمكن صحفي من نيو ساينتست من حضور التجربة ونشرها في مقال .
لفهم ما تعنيه بهذا بشكل أفضل ، دعنا نعود إلى العملية الأساسية للألياف البصرية. للضوء أطوال موجية مختلفة. يمكن تمييزها بوضوح شديد عن بعضها البعض. عند تداولها في أجهزة قادرة على التمييز بينها ، يمكن استخدامها كـ "قنوات معلومات" مختلفة. على هذه الخصوصية يعتمد تشغيل الألياف الضوئية. بفضل "الكابلات" الصغيرة ، "الألياف الضوئية" الشهيرة ، تنقل هذه القنوات المختلفة من المعلومات في شعاع ضوئي واحد.
بشكل ملموس ، كيف يمكن للضوء أن ينقل البيانات والمعلومات؟ عليك أن تتخيل أنه في نهاية جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يقوم الليزر (مصدر الضوء) بترجمة الإشارة الكهربائية التي تنقل المعلومات إلى إشارة ضوئية. تنتشر هذه الإشارة الضوئية عبر الألياف الضوئية ، ثم يتم "إعادة تحويلها" مرة أخرى عند وصولها في شكل إشارة كهربائية يستطيع الكمبيوتر فهمها. ما نسميه "الضوء" في اللغة اليومية ليس سوى تدفق "الفوتونات". تشبه الفوتونات "جسيمات" الضوء ، وهي عبارة عن حزم صغيرة من الطاقة تطلقها الإلكترونات التي تدور حول الذرة.
في التجربة التي أجراها علماء كونيكت هؤلاء ، وجدنا هذه العملية بوضوح: يرسلون الفوتونات ، وبالتالي الضوء ، للدوران في حلقة الألياف البصرية. لكن هذه الفوتونات لها شيء خاص مقارنة بتلك الموجودة عادة في شبكاتنا: فهي "متشابكة" في أزواج. هناك ، قد تتخيل عقدة مضيئة غريبة ...
الفوتونات المتشابكة التي تعمل بمثابة "إشارة تحذير"
في الواقع ، يعتبر التشابك أو التشابك الكمومي خاصية خاصة بفيزياء الكم. لقد أدرك الباحثون بالفعل ، من خلال دراسة المادة على نطاق الذرة ، أن هناك جسيمات مرتبطة ببعضها البعض بطريقة رائعة. عندما يتشابك جسيمان ، فإنهما يتفاعلان مع بعضهما البعض. إذا تم تغيير أحدهما ، فإن الآخر يغير خصائصه على الفور: ويظل هذا صحيحًا حتى لو كان هذان الجسيمان بعيدان عن بعضهما البعض ، بما في ذلك على مسافات طويلة جدًا.
نجح هؤلاء الباحثون في إنتاج أزواج متشابكة من الفوتونات ، باستخدام جهاز يسمى "مصدر التشابك". بشكل ملموس للغاية ، قاموا بتنشيط ليزر تمت معايرته بدقة لـ "ضرب" ذرات الروبيديوم ، والتي تطلق فوتونات متشابكة استجابةً لذلك. من بين أزواج البروتونات التي تم إطلاقها ، يتم الاحتفاظ بأحدهما في المختبر ، بينما يتم إرسال الآخر إلى حلقة الألياف البصرية.
يتيح Qu Source ، أحد الأجهزة التي أنتجتها Qunnect ، إمكانية إنتاج أزواج من الفوتونات المتشابكة بفضل الليزر الذي يحفز ذرات الروبيديوم.
كونكتيمكن استخدام هذه البراعة التقنية لإنشاء "إنترنت كمي" آمن للغاية ، وذلك بفضل هذا التشابك الشهير على وجه التحديد. في الواقع ، بفضل الجسيم المتشابك الذي يبقى في المصدر ، من الممكن أن نعرف على الفور ما إذا كانت البيانات "المزدوجة" تخضع لأي تغيير: على سبيل المثال ، إذا تم اختراقها. في الواقع ، هذه الشبكات الكمومية موجودة بالفعل. ولكن حتى الآن ، فإن الطريقة المستخدمة غالبًا ما جعلت من الممكن فقط إنتاج أزواج من الفوتونات التي لم تكن في الطول الموجي المناسب لتدور في شبكات الألياف المعتادة لدينا. وبالتالي ، فإن هذه الطريقة الجديدة ستجعل من الممكن تنفيذ هذه التكنولوجيا الجديدة دون الإخلال بالشبكات الحالية. الجهاز المستخدم بحجم صندوق الأحذية تقريبًا ،
يزعم العلماء أيضًا أنهم حسّنوا من استقرار تشابك الفوتون بأكثر من مائة ضعف المعدلات التي حققتها الأجهزة المماثلة الأخرى باستخدام الذرات. من المؤكد أن العملاء المحتملين الأوائل المستهدفين من قبل Qunnect سيكونون بالتأكيد المؤسسات المالية أو مراكز الأبحاث التي قد تحتاج إلى هذا الاتصال شديد الأمان. إنهم يعملون حاليًا على إضافة حلقة أخرى مرتبطة بمصدر ثانٍ للتشابك. تجربة جديدة ستكون أقرب إلى عمل "إنترنت كمي" محتمل ، الأمر الذي يتطلب عدة مراكز اتصالات كمومية. سيكون لكل منها مصدر التشابك الخاص به ، ويسمح للمستخدمين بالحصول على أكثر من خيار واحد للحصول على فوتونات متشابكة "تسليم".
المصدر:مواقع ألكترونية