«الإنترنت الكمومي» يحقق نجاحًا في أصعب اختبار حقيقي بعد قطع 38 ميلاً من الكابلات

يعمل العلماء حالياً على تطوير شبكات تستخدم ميزات الفيزياء الكمومية، مما قد يسهم في تغيير مستقبل الاتصالات بشكل جذري؛ إذ ستعزز هذه الشبكات مستوى الأمان في الاتصالات، وتربط بين قدرة الحواسيب الكمومية، إلى جانب إتاحة ابتكار أدوات بحثية ثورية.

تحديات التشابك الكمومي

يعد “التشابك الكمومي” واحدة من الظواهر الرئيسية التي تمثل تحدياً كبيراً، حيث يرتبط جسيمان بعمق بغض النظر عن المسافة بينهما، مما يعني أن قياس أحدهما يعكس مباشرة نتيجة الآخر.

صعوبة نقل الجسيمات المتشابكة

رغم الإثارة التي تحملها هذه الظاهرة في العالم النظري، فإن نقل الجسيمات المتشابكة عبر أنظمة الاتصالات الحالية، مثل الألياف الضوئية، يعد تحديا كبيرا بسبب تأثير التشوهات في حالتها الكمومية.

اختبار جديد في بيئة واقعية

في إنجاز بارز، تمكن فريق من الباحثين من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) في الولايات المتحدة من نقل جسيمات ضوئية عبر مسافة 62 كيلومتراً دون التأثير على حالة التشابك، وقد تم عرض نتائج هذا البحث في دورية Journal of Optical Communications and Networking.

تجربة استثنائية

أوضح الفيزيائي ييتشنغ شي من معهد (NIST) أن التجربة تمثل اختبارا حقيقياً على أنظمة الشبكات الكمومية، حيث تم تنفيذها في بيئة مليئة بالتحديات، ونجحت التجربة بشكل مفاجئ.

أهمية البنية التحتية

بينما توجد تجارب سابقة حققت مسافات أبعد، إلا أن هذه التجربة تتفوق من حيث نوعية البنية التحتية المستخدمة، حيث تم مد الألياف الضوئية المستخدمة فوق الأرض، بعكس العادة التي تتضمن دفنها تحت الأرض.

التحكم في الظروف البيئية

تعرضت الكابلات لعوامل بيئية قاسية تشمل الرياح والتغيرات الحرارية والاهتزازات الناتجة عن الحركة اليومية، مما يجعل الاتصال في هذه الظروف يُعتبر من بين الأسوأ الممكنة.

التداخل والتصحيح الفوري

للتغلب على مشكلات التداخل، استخدم الباحثون شعاع ليزر كمرجع لتتبع التغيرات اللحظية في حالة الفوتونات، مما سمح لهم بتصحيح التشوهات بشكل يتناسب مع متطلبات النقل.

كفاءة النظام

عمل النظام على مدى 24 ساعة، حيث استغرقت عمليات التصحيح 7.2% فقط من الوقت، مما أتاح تصحيح 92.8% من الوقت لنقل المعلومات الكمومية بكفاءة، بمعدل يصل إلى 1500 فوتون متشابك في الثانية.

مستقبل الشبكات الكمومية

تؤكد هذه النتائج قدرة تطوير شبكات كمومية عملية بدرجة كبيرة باستخدام بنية الألياف الضوئية الحالية، مما يعد خطوة هامة نحو تحقيق رؤية الإنترنت الكمومي مستقبلاً.