السباق لإنشاء إنترنت كمي

[إعلان 1]

تسعى أوروبا إلى إنشاء بنية تحتية جديدة للشبكة أكثر أمانًا تعتمد على الفيزياء الكمومية والتي من شأنها أن تساعد في منع المتسللين من سرقة المعلومات.

تستثمر أوروبا والصين والولايات المتحدة في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية والإنترنت. الصورة: ميتاموروركس — تستثمر أوروبا والصين والولايات المتحدة في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية والإنترنت. الصورة: *ميتاموروركس*

في مايو 2023، اتخذ الدكتور بنيامين لانيون من جامعة إنسبروك في النمسا خطوة كبيرة نحو إنشاء نوع جديد من الإنترنت. قام بنقل المعلومات عبر كابل الألياف الضوئية بطول 50 كيلومترًا، مستخدمًا مبادئ الفيزياء الكمومية. تختلف المعلومات في الفيزياء الكمومية عن الأرقام الثنائية التي تعد وحدات البيانات المخزنة والمعالجة بواسطة أجهزة الكمبيوتر، والتي تشكل جوهر شبكة الويب العالمية اليوم. يركز عالم الفيزياء الكمومية على خصائص وتفاعلات الجزيئات والذرات، وحتى الجسيمات الأصغر مثل الإلكترونات والفوتونات. توفر البتات الكمومية، أو الكيوبتات، إمكانية نقل المعلومات بدقة أكبر، مما يساعد على منع السرقة الإلكترونية.

ويقول لانيون إن بحثه سيجعل الإنترنت الكمي ممكنًا داخل المدن، بهدف تغطية مسافات بين المدن في نهاية المطاف. ويعد هذا الاكتشاف جزءًا من مشروع بحثي للاتحاد الأوروبي يهدف إلى الاقتراب من الإنترنت الكمومي. ويجمع المشروع، الذي يُطلق عليه اسم تحالف الإنترنت الكمومي (QIA)، معاهد الأبحاث والشركات في جميع أنحاء أوروبا. وحصلت هيئة الاستثمار القطرية على تمويل بقيمة 25.5 مليون دولار من الاتحاد الأوروبي لمدة 3.5 سنوات، حتى نهاية مارس 2026، وفقًا لموقع Phys.org .

وقالت ستيفاني وينر، أستاذة المعلومات الكمية في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا ومنسقة مبادرة الاستثمار الكمي: "إن الإنترنت الكمومي لن يحل محل الإنترنت التقليدي، بل سيكمله".

أحد المفاهيم المهمة في الفيزياء الكمومية هو التشابك الكمومي. إذا تشابكت جسيمتان، بغض النظر عن المسافة بينهما في الفضاء، فإنهما لا يزالان يمتلكان خصائص متشابهة. على سبيل المثال، كلاهما لهما نفس "الدوران"، والذي يمثل اتجاه الزخم الزاوي الجوهري للجسيم الأولي. إن حالة دوران الجسيم ليست واضحة حتى يتم ملاحظتها. قبل ذلك، كانوا في حالة تسمى التراكب. ولكن عند الملاحظة، فإن حالات الجسيمين محددة جيدًا.

وهذا مفيد جدًا في الاتصالات الآمنة. إن أولئك الذين يعترضون بيانات النقل الكمي سراً سوف يتركون أثراً واضحاً من خلال إجراء تغييرات في حالة الجسيم المرصود. ويوضح وينر قائلاً: "يمكننا استخدام خصائص التشابك الكمي لتحقيق وسيلة اتصال آمنة حتى لو كان لدى المهاجم جهاز كمبيوتر كمي".

إن قدرات الاتصال الآمنة التي تحققها شبكة الإنترنت الكمومية قد تفتح مجموعة أوسع بكثير من التطبيقات مقارنة بالإنترنت التقليدي. على سبيل المثال، في الطب، يسمح التشابك الكمي بمزامنة الساعة، مما يؤدي إلى تحسين الجراحة عن بعد. وبالنسبة لعلم الفلك، قال وينر إن التلسكوبات التي تقوم برصد الأشياء عن بعد يمكنها "استخدام الإنترنت الكمومي لإنشاء تشابك بين أجهزة الاستشعار، مما يوفر صورًا عالية الجودة للسماء".

التحدي الآن هو توسيع نطاق الإنترنت الكمومي لاستخدام العديد من الجسيمات على مسافات طويلة. وأظهر لانيون وزملاؤه أيضًا أن التواصل ليس فقط بين الجسيمات الفردية ولكن أيضًا حزم الجسيمات (في هذه الحالة فوتونات الضوء) يعزز معدل التشابك بين العقد الكمومية. الهدف النهائي هو توسيع العقدة الكمومية على مدى أكبر، ربما 500 كيلومتر، مما يخلق نوعًا من الإنترنت الكمومي الذي يمكنه ربط المدن النائية، على غرار الإنترنت التقليدي.

وخارج أوروبا، حققت الصين والولايات المتحدة أيضًا تقدمًا كبيرًا في مجال الحوسبة الكمومية والإنترنت في السنوات الأخيرة. وتتحرك أوروبا بشكل أكبر نحو تطوير البنية التحتية المتكاملة للفضاء والأرض من أجل الاتصالات الآمنة، وهو جزء أساسي من الإنترنت الكمومي.

آن كانج (وفقًا لموقع Phys.org )

[إعلان 2]
رابط المصدر