قدم علماء الفيزياء من جامعات تورنتو وأوساكا وتوياما مفهوم مكرر الكم الذي لا يستخدم خلايا الذاكرة الكمومية
وقادر على العمل في درجة حرارة الغرفة. في المستقبل ، سوف يسمح بتنفيذ شبكات الكم واسعة النطاق.
نقول لك ما هو الابتكار.
/ PxHere / PDما هو الفرق بين مكرر الكم الجديد
يتم تشفير المعلومات في الشبكات الكمومية في الفوتونات. ومع ذلك ، فإن إرسالها عبر مسافات طويلة عبر الألياف أمر صعب للغاية. يتم فقد أكثر من 90٪ من الجزيئات في كبل يتجاوز طوله 50 كم. لزيادة مسافة انتقال فعالة ، والعلماء والمهندسين يعملون على الراسبين الكم. أنها تساعد على منع فقدان الفوتون من خلال كابل الألياف البصرية. ومع ذلك ، تستخدم الأجهزة الحالية خلايا الذاكرة الكمومية ، مثل مصائد الأيونات ، التي تكون مستقرة فقط مع تبريد قوي.
تقوم مثل هذه القرارات
أولاً بفك تشفير المعلومات المرسلة ، ثم تشفيرها مرة أخرى لنقلها إلى أسفل السلسلة. يخلق هذا النهج ثغرة أمنية محتملة للمهاجمين الذين يمكنهم اعتراض المعلومات على موقع معرض للخطر.
تمكن فريق من الفيزيائيين والمهندسين بقيادة البروفيسور هوي كوونغ لو من حل هذه المشكلة. لقد أثبتوا جدوى تنفيذ مكرر الفوتون الذي لا يتطلب تحويلات "متوسطة". لاحظ أن الباحثين
اقترحوا مفهوم الجهاز في عام 2015 ، وفي بداية عام 2019 تمكنوا من إثبات ذلك بشكل تجريبي.
في هذه الحالة ،
يتم استبدال الذاكرة الكمومية
بحالة الرسم البياني الضوئي.
يولّد جهازي كمبيوتر يقعان على طرفي نقيض اتصال الألياف البصرية تشابكًا كميًا بين فوتوناتهما. بعد أن يرسلوا على الفور الكثير من الفوتونات إلى مكرر. في المكرر ، يتم تمثيل هذه الجسيمات كرسم بياني يكون فيه
كل كيوبيت قمة. ثم ، يتم إجراء
قياس حالة الجرس على الفوتونات. نتيجة القياس
هي تصميم الجزيئات في حالة متشابكة.
الفوائد والتحديات
يمكن للمكررات الضوئية توفير انتقال الفوتون عبر مسافات أكبر بكثير -
يمكن أن يكون المرسل والمستقبل
على بعد 800 كيلومتر من بعضهما البعض. في هذه الحالة ، تظل الراسبات تعمل في درجة حرارة الغرفة.
لتحقيق هذه النتائج في الشبكة ، يجب استخدام أجهزة الكشف البصري الحساسة للغاية ، والتي ستزيد
كفاءة الكم عن 60٪. من الأجهزة الموجودة ، قليل منها قادر على إنتاج مثل هذه المؤشرات ، في حين أن الأجهزة القادرة
غالية الثمن .
على الرغم من العيب ، يتوقع المطورون أن تصبح أجهزة إعادة الإرسال الضوئية الجديدة هي الرابط الذي سيسمح أخيرًا بتوحيد أجهزة الكمبيوتر الكمومية وإنشاء شبكة كمومية آمنة. وفقا لمبادئ ميكانيكا الكم ، عند قياس خصائص الفوتون ، فإنه يغير حالته. إذا حاول شخص ما التنصت على شبكة كمية ، فسيتم ملاحظة هذه المحاولة فورًا وسوف ينهار الفوتون.
لاحظ أنه مع ظهور الإنترنت الكمومي ، سيتعين على العلماء في العالم حل عدد من المشكلات الأخرى. وفقًا
لدراسة حديثة
أجراها موظفو جامعة جورج واشنطن ، يمكن للمتسللين تعطيل نقل المعلومات في الشبكات الكمية عن طريق "مزج" حركة الطرف الثالث في نظام الفوتون المتشابك. لا توجد حماية ضد هذا النوع من الهجوم حتى الآن ، لكن المهندسين يخططون للعمل في هذا الاتجاه.
/ فليكر / نيك هاريس / CC BY-NDماذا يجري القيام به لتنفيذ الإنترنت الكم
يعمل عدد من الباحثين على أجهزة الراسبين ذات الفخاخ الأيونية. يتم تطوير مواد جديدة لهم ، على سبيل المثال ،
الماس الصناعي ، الذي يستخدم لتخزين ونقل البتات. الماس الاصطناعي يمكن أن يكون بمثابة مخزن الكم بسبب وجود خلل في شعرية الكربون. في ذلك ، يتم استبدال ذرتين من الكربون بواسطة ذرة تعسفية و "مساحة فارغة".
العمل جارٍ أيضًا على خوارزميات تصحيح الخطأ. إنها تشفر الحالات الكمومية للفوتونات بطريقة أنه عند فقد جسيم واحد أو أكثر أثناء إرسال الإشارة ، يمكن استعادة المعلومات منها. يُقترح استخدام عدة طرق لتصحيح الخطأ ، على سبيل المثال ،
خوارزمية Shore ،
وترميز Stein ، ومبدأ
تكافؤ الكم ، وغيرها.
جميع التقنيات المقدمة لا تزال في المراحل الأولى من التطوير. لذلك ، من المبكر جدًا القول بأن بعضها سيستخدم بالتأكيد على الإنترنت الكمومي. ومع ذلك ، بدأت شبكات الاختبار في الظهور بالفعل: في السنوات الخمس المقبلة ،
من المخطط بناء محطات مكرر الكم في المملكة المتحدة. من المحتمل أن تأخذ الدول الأخرى المبادرة.
ما نكتب عنه في مدونة الشركات:
منشورات جديدة من المدونة على Habré: