إنترنت كمي ينطلق على شبكة ضوئية مبشرا بعصر جديد في عالم الاتصالات

في إنجاز رائد، نجح باحثون في اختبار الشبكات الكمومية على شبكة ألياف ضوئية تجارية، ممثلين بذلك خطوة مهمة نحو تحقيق إنترنت كمومي عملي، بحسب سبوتنيك.

يربط هذا الإنجاز المبتكر بين الإشارات الكمومية وتدفقات بيانات الإنترنت التقليدية من خلال رقاقة 'Q-chip' مصنوعة من السيليكون، وتتواصل باستخدام بروتوكول الإنترنت (IP) نفسه المستخدم في شبكة الإنترنت التقليدية الحالية.

تعتمد الشبكات الكمومية على جسيمات كمومية متشابكة، تحافظ على اتصالات آنية بغض النظر عن المسافة، وهي خاصية تبشر بتطورات ثورية في قوة الحوسبة، والاتصالات الآمنة، وغيرها، إلا أن الإشارات الكمومية حساسة للغاية؛ فقياسها يدمر الحالة الكمومية، ما يشكل تحديا أساسيا لبناء شبكات كمومية قابلة للتوسع، حسب ما ورد في صحيفة 'ساينس ديلي'.

تغلب فريق البحث على هذه العقبة من خلال تطوير رقاقة 'Q-chip'، وهي جهاز هجين يجمع بين إشارات البيانات الكلاسيكية والجسيمات الكمومية، تماما كما لو كانت قاطرة تسحب 'شحنة' كمومية محكمة الإغلاق، حيث تتقدم الإشارات الكلاسيكية قليلا على البيانات الكمومية، ما يسمح لأجهزة التوجيه التقليدية بقراءة 'العنوان' الكلاسيكي وتوجيهه دون التأثير على المعلومات الكمومية الحساسة. تمكن هذه الطريقة المبتكرة من توجيه الإشارات الكمومية عبر البنية التحتية نفسها المعنونة ببروتوكول الإنترنت (IP) المستخدمة في حركة مرور الإنترنت اليومية.

بنشر النظام على مساحة كيلومتر واحد تقريبا من كابل الألياف الضوئية، أظهر الباحثون دقة نقل تتجاوز 97% على الرغم من الضوضاء البيئية الواقعية، مثل تقلبات درجات الحرارة والاهتزازات.

وقدموا آلية مبتكرة لتصحيح الأخطاء، تستنتج تصحيحات الإشارة الكمية بناء على قياسات الإشارة الكلاسيكية، مع الحفاظ على الحالة الكمية دون تداخل مباشر.

والأهم من ذلك، أن رقاقة 'Q-chip' مصنوعة من السيليكون باستخدام تقنيات صناعية قياسية، ما يسهل الإنتاج الضخم والتكامل السلس مع البنية التحتية الحالية للاتصالات، ويعد هذا التوافق أمرا بالغ الأهمية لتوسيع نطاق الشبكات الكمية من الإعدادات التجريبية الصغيرة إلى الاستخدام العملي واسع النطاق، نحو إنترنت كمي قابل للتوسع.

والجدير بالذكر أن شبكة الاختبار الحالية تربط نقطتين فقط، وتوسيع نطاق الإنترنت الكمي سيتطلب تقنيات جديدة لتضخيم الإشارات الكمية دون فقدان التشابك. ومع ذلك، يمثل هذا العمل إنجازا هاما نحو هذا المستقبل.

وكما أشار البروفيسور ليانغ فنغ، المؤلف الرئيسي للدراسة، 'يذكرنا عملنا بالأيام الأولى للإنترنت الكلاسيكي، عندما بدأت شبكات الجامعات بالتواصل'، وأكد على الإمكانات التحويلية للإنترنت الكمي، والذي قد يحدث ثورة في مجالات تتراوح من الذكاء الاصطناعي إلى اكتشاف الأدوية من خلال ربط المعالجات الكمومية عبر مسافات شاسعة.

بإدخال اتصالات كمومية مستقرة إلى الشبكات الفعلية لأول مرة، يفتح ابتكار شريحة 'Q-chip' الباب أمام إنترنت كمي عملي وقابل للتوسع، يتحدث نفس لغة الويب الحالي، ويمهد الطريق للجيل القادم من الاتصالات والقدرات الحاسوبية.