شارك
الرئيسية
1 دقيقةما هي الشبكات الكمية؟
هي شبكات تنقل البيانات الكمية، وتخزنها في شكل فوتونات فردية. وباستخدام القوة الكامنة للحالات الكمومية، تتيح الشبكات الكمية تمكين تطبيقات جديدة مثل الأمان غير القابل للقرصنة القائم على الفيزياء، وأجهزة الحواسيب الكمومية الأكثر قوةً والتي يمكنها حل المهام في دقائق، وتوفر شبكات أجهزة الاستشعار الكمومية المتشابكة. يعدّ تطوير الاتصالات الكمومية تقدماً كبيراً في تأمين نقل البيانات، ولكن إذا لم تُبنى شبكة مناسبة لتسهيل تبادل المعلومات، فإن فعالية وفائدة هذا الاتصال تكون محدودة. على غرار الطريقة التي تتبادل بها الشبكات الكلاسيكية الاتصالات والبيانات بين مختلف الكيانات المترابطة.
كيف تعمل الشبكات الكمية؟
- تستفيد الشبكات الكمية من قوة ميكانيكا الكم، وهي الخصائص الفيزيائية الغريبة التي تظهر فقط في نطاقات صغيرة جداً، مثل الجسيمات الفردية. وباستخدام الفوتونات الفردية، يمكن للشبكات الكمومية إنشاء حالات كمومية متشابكة في جميع أنحاء العالم. كما تشكّل الكيوبتات والتشابك والمكررات الكمومية بعض اللبنات الأساسية لكيفية عمل الشبكات الكمية.
- تُتيح الشبكات الكمومية النقل والتبادل الآمنين للاتصالات الكمومية عبر (مفاتيح التشفير الكمي)، من خلال كابل الألياف الضوئية بين المعالجات الكمومية المميزة أو المنفصلة مادياً أو نقاط النهاية.
- تعمل الشبكة عن طريق إرسال مفتاح مشفر في شكل بتات كمومية (كيوبت) بين نقاط النهاية عبر كابل ألياف بصرية. وعادةً ما تكون هذه الكيوبتات فوتونات مستقطبة، يمكنها الانتقال بسهولة عبر كبلات الألياف الضوئية. وتجدر الإشارة إلى إن أي محاولة لاعتراض المفتاح الكمي تدمر الحالة الكمومية الدقيقة للكيوبت والمعلومات التي تحتويها، وتنبه نقاط النهاية إلى حدوث اختراق.
دور الكيوبت في الشبكات الكمية
تعدّ الكيوبت الوحدات الأساسية للبيانات الكمومية. وعندما تكون البتة الكلاسيكية إما 0 أو1، يمكن أن يكون البت الكمي في حالة تراكب لكل من 0 و1. إضافةً إلى ذلك، تتمتع الكيوبتات بخاصية غريبة تم قياسها بمجرد أن تنهار على الأرجح إلى 0 أو1. على سبيل المثال، إذا قمنا بقياس كيوبت في "تراكب متساوٍ" من 0 و1، فستكون هناك لقطة 50/50 لقياس أي من الحالتين. كما يمكن أن تصبح الكيوبتات المتعددة "متشابكة".
فوائد الشبكات الكمية
يمكن للشبكات الكمية أن تمكّن الاتصالات فائقة الأمان القائمة على الفيزياء، وأجهزة الحواسيب الكمومية الأكثر قوة، وأجهزة الاستشعار الكمومية الأفضل.
مواضيع ذات صلة: