لأول مرة.. تحقيق خطوة هامة نحو تطوير الإنترنت الكمي

وذلك في وقت يتم استخدامه بنشاط لنقل المعلومات العادية بين عقد الاتصال على الإنترنت.

وأفادت الخدمة الصحفية لجامعة شمال الغرب الأمريكية أن هذا الاكتشاف سيجعل من الممكن استخدام خطوط الإنترنت الحالية للانتقال الآني الكمي. وقال الأستاذ في الجامعة بريم كومار إن “هذا إنجاز بارز لأنه لم يكن أحد في الماضي يعتقد أن مثل هذا النقل الكمي ممكن من حيث المبدأ. وتمهد التجربة الطريق لتطوير جيل جديد من الشبكات الكلاسيكية والكمية التي ستستخدم بنية تحتية واحدة لنقل البيانات”.

وأضاف قائلا: “إنها قفزة هائلة في تطوير الاتصالات الكمومية”.

يذكر أن الانتقال الكمي الآني عبارة عن ظاهرة فيزيائية حيث يمكن لجسيمات العالم المتناهي الصغر أن تتبادل المعلومات فورا على أي مسافة إذا كانت تلك المعلومات “متشابكة” على المستوى الكمي. وقد استخدمت هذه الظاهرة لسنوات عديدة لنقل البيانات عبر الألياف الضوئية أو أقمار الاتصالات الكمومية، ولكن في جميع الحالات تم ذلك باستخدام خطوط اتصال غير نشطة أو مصممة خصيصا لذلك.

وكما أوضح الفيزيائيون، فإن هذا الأمر يرجع إلى أن العلماء اعتقدوا أن الضوضاء المختلفة الناتجة عن تفاعلات الألياف الضوئية مع الفوتونات “العادية” أثناء نقل البيانات في شبكة الإنترنت من شأنها أن تدمر تلك الحالات الكمومية التي يتم تبادلها بين عقد الاتصال الكمومي في أثناء النقل الآني. وعلاوة على ذلك فإن الحسابات النظرية أظهرت أن هذه الضوضاء تؤثر على جميع الأطوال الموجية الممكنة، ولهذا السبب لا يمكن إزالتها بالكامل.

وقد درس الفيزيائيون بالتفصيل تفاعلات الفوتونات “العادية” مع الألياف الضوئية، مما سمح لهم بتحديد الأطوال الموجية التي يكون فيها الضوضاء الناتجة عنها في حدها الأدنى، أي بمقدار حوالي 1290 نانومترا، وكما سمح باختيار مرشحات لمستقبلات الإشارات الكمومية التي تزيل هذا الضجيج بشكل أكثر فعالية قبل أن يكون لديه الوقت لتدمير الحالة الكمومية للجسيمات المنقولة آنيا. ومن أجل اختبار هذه الفرضية قام العلماء بتوصيل أجهزة استقبال ومرسلات الإشارات الكمومية بخط ألياف ضوئية يبلغ طوله 30 كيلومترا وسعته 400 غيغابت، وينقل تدفق الإشارات المنتظمة على الإنترنت بشكل فعال داخل شبكة الجامعة.

وأظهرت القياسات اللاحقة أن النهج الذي طوره الفيزيائيون جعل من الممكن نقل الجسيمات باحتمالية تزيد عن 80%، مما يفتح الطريق أمام استخدام خطوط الاتصال المركزية لإنشاء “الإنترنت الكمي”.