في
المقال الأخير ، تحدثنا عن آفاق شبكات الكم والتحديات التي يواجهها مطوروها. اليوم سوف نخبرك بالمشاريع التي يعمل عليها الباحثون المحليون والأجانب. إذا كنت مهتمًا بهذا الموضوع ، فنحن ندعوك إلى المشاركة.
/ Flickr / Groman123 / CC BY-SAأين ولماذا هناك حاجة لشبكات الكم
يحدث تبادل البيانات في الشبكات الكمومية باستخدام فوتونات مستقطبة تدعى qubits. لا يمكن استغلال هذه الشبكات ، نظرًا لأن البتات هي هشة للغاية وتتغير قيمتها عند القراءة. ونتيجة لذلك ، يمكن للأطراف التي تتبادل البيانات عبر القنوات الآمنة تحديد هجوم MITM على الفور. في هذه الحالة ، تتيح ظاهرة التشابك الكمومي معرفة التغير في خصائص الجسيمات الكمومية على مسافة. يمكن استخدام هذه الميزة لإنشاء أرقام عشوائية في نقطتين في وقت واحد.
لهذه الأسباب ، وجدت شبكات الكم تطبيقًا في أنظمة توزيع المفاتيح المشفرة وتوليدها.
التطورات الخارجية
تتم معالجة تطوير أنظمة التوزيع الرئيسية للتشفير الكمي من قبل العديد من الدول الأوروبية ، وكذلك الولايات المتحدة الأمريكية والصين ودول أخرى.
تم تطوير مسودة العمل الأولى للشبكة الكمومية بواسطة DARPA (مكتب وزارة الدفاع الأمريكية) في عام 2001. تم إنشاؤه من قبل نفس المنظمات التي شاركت سابقا في تنفيذ ARPNET. الآن يتم نشر شبكة الكم في ولاية ماساتشوستس ، حيث تربط بين العديد من المنظمات العلمية والعسكرية.
بعض الوقت في وقت لاحق ، ظهرت الحلول التجارية الأولى في مجال تشفير الكم. في عام 2002 ، ظهر نظام Navajo من
MagiQ Technologies ، والذي تستخدمه ناسا. يستخدم النظام
بروتوكول توزيع مفاتيح الكم
BB84 . يفترض هذا البروتوكول أن العقد المتصلة لها اتصالان: الألياف البصرية (الكم) ، والتي يتم من خلالها تبادل مفاتيح التشفير ، واتصال إنترنت كلاسيكي لنقل البيانات. يستخدم هذا النهج اليوم.
في بداية العقد الأول من القرن العشرين ، عمل الباحثون الأوروبيون أيضًا على تقنيات تشفير الكم. مثال على ذلك هو مشروع
SECOQC ، الذي تم إنشاؤه للحفاظ على أمن الدولة في دول الاتحاد الأوروبي. في عام 2004 ، استثمر الاتحاد الأوروبي 11 مليون يورو في المشروع ، وفي عام 2008 تم إطلاق الشبكة في فيينا.
في ذلك الوقت ، كانت المشكلة الرئيسية التي واجهها الباحثون هي صعوبة نقل البتات المشابكة على مسافات طويلة. على وجه الخصوص ، كان طول شبكة الكم MagiQ محدودا إلى 30 كيلومترا.
تأثير البيئة الخارجية يدمر الكونتا (يطلق على تأثير فك التشتيت ). هذا التأثير هو أيضًا سبب صعوبة الإبقاء على المدى الطويل للحالة "المتشابكة" للجسيمات الكمومية.
اليوم ، تجري التطورات بنشاط التي تعالج هذه الصعوبة. على وجه الخصوص ، يعمل موظفو معهد دلفت في هولندا
على أجهزة إعادة الإرسال التي من شأنها أن تساعد في توسيع نطاق الشبكات. لإجراء الاختبارات ، وضعوا شبكة كم طولها عشرة كيلومترات بين مدينة دلفت ولاهاي. في وقت لاحق - بحلول عام 2020 - يجب أن تربط أربع مدن أوروبية.
كذلك ، تعمل بعض البلدان على تنفيذ أنظمة توزيع مفاتيح التشفير الكمومية
للقمر الصناعي . على سبيل المثال ، في العام الماضي ، أجرى المهندسون الصينيون أول
انتقال عن بعد كم في التاريخ
عند نقل البيانات من الفضاء .
تم بث الفوتونات على الأرض باستخدام الليزر. لتقليل تأثير فك الارتباط على جسيمات الكم المنقولة ، تم إطلاق القمر الصناعي في مدار طوله 500 كيلومتر. وهكذا ، تتغلب جزيئات الضوء على جزء كبير من المسار في الفراغ. في الوقت نفسه ، تم تقليل تأثير الغلاف الجوي بسبب وضع محطة الاستقبال على ارتفاع أربعة كيلومترات فوق مستوى سطح البحر في التبت. في وقت سابق من هذا العام ، استخدم موظفو أكاديمية بكين للعلوم القمر الصناعي لإجراء
مؤتمرات كمية.
/ فليكر / جيريمي أتكينسون / CC BYكيف حالك في روسيا
كما تجري تجارب في شبكات الكم وتوزيع المفاتيح الكمومية في روسيا. يُعتقد أن أول شبكة كمومية في بلدنا (أو بالأحرى ، الخط) تم وضعها بواسطة باحثين من جامعة ITMO بين مبنيين الجامعة.
بعد ذلك بعامين ، قام نفس المتخصصين ، مع زملائهم من مركز Kazan Quantum Center ، بإطلاق أول
شبكة كم متعددة العقد في الاتحاد الروسي. كان هناك أربع عقد في المجموع ، كانت تقع على مسافة 40 كم من بعضها البعض. يعمل الباحثون الآن على إنشاء شبكة من قازان إلى نابريجني تشلني ويتفاوضون مع
المؤسسات المالية المهتمة بتكييف التكنولوجيا لتنفيذ الاتصالات المشفرة.
مثال تطوير آخر - في عام 2016 ، وضع علماء الفيزياء من مركز الكم الروسي (RCC) أول شبكة كم في المدينة. امتدت كابلات الألياف الضوئية بين فرعين مصرفيين في موسكو ، على بعد 30 كيلومترًا من بعضهما البعض. يعمل الآن خبراء من RCC على خط اتصالات كم 250 كيلومتر. سيتم تشغيله بين مكتب RCC ، وحديقة Skolkovo التكنولوجية ومركز Sberbank للبيانات. سيتم تقسيم الشبكة إلى عشرة أقسام بطول 80 كم. في بعض أقسام الشبكة ، من المخطط نقل البيانات باستخدام أشعة الليزر تحت الحمراء.
من المتوقع أن تسمح المشروعات التي ترعاها الآن المؤسسات المالية والعلمية والحكومية في النهاية بتنظيم شبكات كمية أكبر.
ماذا نكتب على مدونة VAS Experts: