ما نوع المشاريع الكمومية التي يعمل عليها المهندسون الروس والأجانب.
/ Unsplash / Shahadat Shemulما هي الشبكات الكمومية؟
الشبكات الكمومية هي أنظمة لنقل البيانات يعتمد مبدأ عملها على قوانين ميكانيكا الكم. تنتقل المعلومات الموجودة في هذه الشبكات عبر كبلات الألياف الضوئية باستخدام فوتونات مستقطبة qubits. إحدى الخصائص المميزة للفوتونات هي "الهشاشة".
يتم تدميرها عند القراءة ، لذلك يكاد يكون من المستحيل الاستماع إلى الشبكات الكمومية. حتى إذا كان المهاجم يقوم بهجوم MITM ويتصل بقناة إرسال البيانات ، فسوف يفهم الطرف المتلقي على الفور أن القناة تعرضت للخطر ، حيث ستتلقى "حزم" مع عدد كبير من الأخطاء.
تستخدم الشبكات الكمومية لتوزيع مفاتيح التشفير بين أنظمة الحوسبة الكلاسيكية. على سبيل المثال ، في العام الماضي ،
أطلق المهندسون الصينيون مثل هذا النظام. ويستخدم الليزر لتبادل البيانات مع الأقمار الصناعية في المدار.
اقترح خبراء ألمان تقنية مماثلة في عام 2017 - استخدموا البنية التحتية الأرضية الحالية والأجهزة الساتلية لنقل البيانات.
/ Unsplash / Quentin Kemmelمجال آخر لتطبيق شبكات الكم هو
اتحاد أجهزة الكم. الآلات الكمومية قادرة بالفعل على حل بعض المشاكل بشكل أسرع من أنظمة الحوسبة الكلاسيكية - على سبيل المثال ، في مجال تعلم الآلة والنمذجة. إذا قمت بدمج الأجهزة الكمومية في مجموعات ، يمكنك زيادة تسريع عمليات المحاكاة الفيزيائية والكيميائية (على وجه الخصوص ، للمساهمة في تطوير جزيئات معقدة للأدوية الجديدة).
من يطورهم
شارك تطوير شبكات الكم في العديد من المؤسسات العالمية من أمريكا وأوروبا وآسيا.
من المعتقد أن أول شبكة كم تم تطويرها في الولايات المتحدة بأمر من
DARPA مرة أخرى في أوائل 2000s. لا تزال تعمل وتربط العديد من المختبرات العسكرية في ماساتشوستس. في الوقت نفسه تقريبًا ، بدأت شبكات الكم في أوروبا. ثم استثمرت دول الاتحاد الأوروبي عدة ملايين يورو في مشروع
SECOQC ، الذي صممت فيه حلول الكم لضمان أمن الدولة.
ما لدينا على حبري:
واحدة من المشاكل الرئيسية للشبكات الكم في ذلك الوقت كانت عدم القدرة على نقل فوتون على مسافة طويلة (نادرا ما تجاوزت
50 كيلومترا ). الفوتونات "هشة" ويتم تدميرها بسهولة تحت تأثير درجة الحرارة (وهذا هو ما يسمى تأثير
decoherence ). لذلك ، يتم تطوير أنظمة اليوم بشكل فعال يمكنها زيادة نطاق الإرسال. على سبيل المثال ،
ينشئ المهندسون الهولنديون مكررات خاصة تعمل على إطالة "عمر" الكميات. يبني العلماء بالفعل شبكة اختبار بين دلفت ولاهاي. يفترض في العام المقبل أن يربط أربع مدن في أوروبا في وقت واحد. يتم تطوير تقنية مماثلة من قبل خبراء من جامعات تورنتو وأوساكا وتوياما. في فبراير 2019 ، قاموا بتقديم مفهوم مكرر كم قادر على نقل فوتونات تصل
إلى 800 كم (نظريا).
تتم معالجة التطورات في هذا المجال من قبل فريق من الفيزيائيين من الولايات المتحدة الأمريكية وسويسرا. في نهاية العام الماضي ، قاموا
بتقديم جهاز الكشف عن الصور بمستوى ضوضاء منخفض للغاية ، مما جعل من الممكن إرسال مفتاح تشفير لمسافة 421 كم مع الحفاظ على معدل نقل بيانات مرتفع. وفقًا للمطورين ، تجاوز عرض النطاق الترددي للشبكة أداء تجاربهم السابقة بأكثر من 100 مرة.
/ CC BY-SA / Hisakuni Fujimotoولكن اليوم تعتبر الصين حامل الرقم القياسي في النطاق. في عام 2016 ،
أطلق المهندسون الصينيون قمرا صناعيا للاتصالات الكمومية ونقلوا البتات عبر مسافة تزيد عن 1200 كيلومتر. في الصيف الماضي ، باستخدام هذا القمر الصناعي ،
أجرى المهندسون مكالمة آمنة بين أكاديميات العلوم الصينية والنمساوية.
كيف حالك في روسيا
تم إطلاق واحدة من شبكات الكم الأولى في بلدنا من قبل المهندسين ITMO في عام 2014. وضعت كابل الألياف البصرية بين مبنيين الجامعة. بعد ذلك بعامين ، وبمساعدة زملائه من كازان ،
أصبحت الشبكة متعددة العقد - تم وضع أربعة عقد على مسافة 40 كم من بعضها البعض.
منذ ثلاث سنوات ، قدم علماء الفيزياء من مركز RCC - مركز الكم الروسي شبكة الكم الخاصة بهم. وضعت البصريات بين بنكين في موسكو - كان طول الكابل 30 كم. وفي هذا الصيف ، أعلن فيزيائيون من مركز RCC
عن إنشاء أول شبكة كم بين الشركات في الاتحاد الروسي. ربطت مكاتب Sberbank و Gazprombank و PwC ، وهي شركة تقدم خدمات استشارية ومراجعة الحسابات.
مثال تطوير آخر - في عام 2017 ، قدم متخصصون من جامعة موسكو الحكومية خط هاتف الكم. تم
إرسال المعلومات الصوتية بين المحاورين عبر كابل الألياف البصرية 50 كم. بالنسبة لتشفيره ، كان خادم توزيع المفاتيح الكمومي ، الواقع على بعد 25 كم ، مسؤولاً.
سيستمر عدد التطورات الكمية في الزيادة. وسيؤدي ذلك إلى إنشاء شبكات كمية كبيرة ستربط العديد من مدن البلاد في وقت واحد. في الشهر الماضي فقط ، تم الإعلان عن خطط لنشر شبكة الكم مع تشفير البيانات في السكك الحديدية الروسية. وفقًا للمبادرين بالمشروع ، سيساهم ذلك في تحسين سلامة النقل بالسكك الحديدية.
ما نكتب عنه في مدونة الشركات:
PS Toolkit للمزود:
ندواتنا عبر الإنترنت حول أنظمة العمل مع حركة المرور .