السباق نحو إنشاء إنترنت كمي.

تسعى أوروبا جاهدة لإنشاء بنية تحتية جديدة وأكثر أمانًا للشبكة تعتمد على الفيزياء الكمومية، والتي من شأنها أن تساعد في منع المتسللين من سرقة المعلومات.

تستثمر أوروبا والصين والولايات المتحدة في تطوير الحوسبة الكمومية والإنترنت الكمومي. الصورة: ميتامووركس — تستثمر أوروبا والصين والولايات المتحدة في تطوير الحوسبة الكمومية والإنترنت الكمومي. الصورة: *ميتامووركس*

في مايو 2023، حقق الدكتور بنيامين لانيون، من جامعة إنسبروك في النمسا، إنجازًا هامًا في ابتكار نوع جديد من الإنترنت. فقد نقل المعلومات عبر كابل ألياف ضوئية بطول 50 كيلومترًا، مستخدمًا مبادئ الفيزياء الكمومية. تختلف المعلومات في الفيزياء الكمومية عن وحدة البيانات الثنائية التي تخزنها وتعالجها الحواسيب، والتي تُشكل جوهر شبكة الإنترنت العالمية اليوم. يركز عالم الفيزياء الكمومية على خصائص وتفاعلات الجزيئات والذرات، وحتى الجسيمات الأصغر حجمًا كالإلكترونات والفوتونات. توفر البتات الكمومية، أو الكيوبتات، إمكانية نقل المعلومات بدقة أكبر، مما يُسهم في منع سرقة المعلومات عبر الشبكات.

يقول لانيون إن بحثه سيجعل الإنترنت الكمومي ممكنًا داخل المدن، بهدف توسيع نطاقه بين المدن لاحقًا. ويُعدّ هذا الإنجاز جزءًا من مشروع بحثي للاتحاد الأوروبي يهدف إلى الاقتراب من الإنترنت الكمومي. يُعرف هذا المشروع باسم "تحالف الإنترنت الكمومي" (QIA)، ويضمّ العديد من المؤسسات البحثية والشركات في جميع أنحاء أوروبا. وقد حصل التحالف على تمويل من الاتحاد الأوروبي بقيمة 25.5 مليون دولار أمريكي على مدى ثلاث سنوات ونصف، حتى نهاية مارس 2026، وفقًا لموقع Phys.org .

"لن يحل الإنترنت الكمومي محل الإنترنت التقليدي، بل سيتحد معه"، هذا ما صرحت به ستيفاني وينر، أستاذة المعلومات الكمومية في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا ومنسقة QIA.

يُعدّ التشابك الكمومي مفهومًا أساسيًا في الفيزياء الكمومية. فإذا تشابك جسيمان، بغض النظر عن المسافة بينهما في الفضاء، فإنهما سيمتلكان خصائص متشابهة. على سبيل المثال، سيكون لكليهما نفس "اللف المغزلي"، الذي يُشير إلى اتجاه الزخم الزاوي الذاتي للجسيم الأساسي. لا تتضح حالة اللف المغزلي للجسيم إلا عند رصده. قبل ذلك، يكون موجودًا في حالات مختلفة تُسمى التراكبات. ولكن بمجرد رصده، تُحدد حالة كلا الجسيمين بوضوح.

يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في الاتصالات الآمنة. فمن يعترضون سرًا عمليات نقل البيانات الكمومية سيتركون أثرًا واضحًا من خلال إحداث تغييرات في حالة الجسيمات المرصودة. ويوضح وينر قائلًا: "يمكننا استخدام خصائص التشابك الكمومي لتحقيق إجراء اتصال آمن حتى لو كان لدى المهاجم حاسوب كمومي".

قد تفتح إمكانيات الاتصال الآمن التي يوفرها الإنترنت الكمومي آفاقًا أوسع بكثير من التطبيقات مقارنةً بشبكات الإنترنت التقليدية. فعلى سبيل المثال، في المجال الطبي، يسمح التشابك الكمومي بمزامنة الساعات وتحسين الجراحة عن بُعد. أما في علم الفلك، فيمكن للتلسكوبات التي تُجري عمليات رصد بعيدة أن "تستخدم الإنترنت الكمومي لإنشاء تشابك بين أجهزة الاستشعار، مما يوفر صورًا للسماء بجودة أفضل بكثير"، كما قال وينر.

يتمثل التحدي الحالي في توسيع نطاق الإنترنت الكمومي ليشمل استخدام جسيمات متعددة عبر مسافات طويلة. وقد أثبت لانيون وزملاؤه إمكانية التواصل ليس فقط بين الجسيمات الفردية، بل أيضاً بين حزم الجسيمات (الفوتونات في هذه الحالة)، مما يعزز معدلات التشابك بين العقد الكمومية. والهدف النهائي هو توسيع نطاق العقد الكمومية لتشمل مسافات أكبر، قد تصل إلى 500 كيلومتر، مما يُنشئ نوعاً من الإنترنت الكمومي قادراً على ربط المدن البعيدة، على غرار شبكات الإنترنت التقليدية.

إلى جانب أوروبا، حققت الصين والولايات المتحدة أيضاً تقدماً ملحوظاً في مجال الحوسبة الكمومية والإنترنت الكمومي في السنوات الأخيرة. وتتجه أوروبا نحو مزيد من التطور من خلال تطوير بنية تحتية متكاملة فضائية وأرضية للاتصالات الآمنة، وهو عنصر أساسي في الإنترنت الكمومي.

آن خانغ (وفقًا لموقع Phys.org )

رابط المصدر