تمكن باحثون في الولايات المتحدة عام 2024 من تحقيق انتقال كمي لحالة ضوء عبر أكثر من 30 كيلومترا من كابلات الألياف الضوئية أثناء وجود حركة بيانات إنترنت كثيفة، هذا الإنجاز يمثل خطوة هندسية هائلة كانت تعتبر مستحيلة سابقا، ويعد تمهيدا لشبكات اتصالات كمية متقدمة وأمان إلكتروني محسن وطرق قياس جديدة.

الانتقال الكمي

يشبه الانتقال الكمي ما نراه في أفلام الخيال العلمي، مثل أجهزة النقل في Star Trek، حيث يتم نقل حالة كمية لجسم من موقع إلى آخر عبر تدميره بعناية وإعادة تشكيل نفس التوازن الكمومي على جسم مماثل في مكان آخر.

يتم تشابك الهويات الكمية للأجسام، مع إرسال موجة واحدة من المعلومات بين النقاط الفضائية.

حالة أي جسيم كمي تعتبر خليطا غامضا من الاحتمالات، وسرعان ما تتحول إلى الواقع إذا لم يتم حمايتها.

التحديات التقنية

حماية حالة فوتون واحد أثناء مروره عبر ألياف ضوئية تنقل بيانات الإنترنت بسرعة 400 جيجابت في الثانية، وسط معاملات بنكية وفيديوهات وصور ومراسلات، كان تحديا هائلا.

استخدم الفريق أساليب دقيقة لتقليل تشتت الضوء وضمان وصول الفوتون بأمان.

تم وضع الفوتونات في نقاط محسوبة بعناية لتقليل اختلاطها مع الموجات الأخرى، مما مكن من إجراء الاتصالات الكمومية دون تدخل القنوات الكلاسيكية المتزامنة.

الإنجاز الفريد

على الرغم من أن مجموعات بحثية أخرى نجحت في محاكاة إرسال المعلومات الكمومية مع بيانات كلاسيكية، فإن فريق Prem Kumar من جامعة نورثويسترن كان الأول الذي حقق الانتقال الكمي عبر الإنترنت الحقيقي جنبا إلى جنب مع تدفق بيانات فعلي.

الآفاق المستقبلية

تشير هذه التجارب إلى أن الإنترنت الكمي أصبح حتميا، مما يوفر للمهندسين أدوات جديدة للقياس والمراقبة والتشفير والحوسبة بطريقة لم يسبق لها مثيل، دون الحاجة إلى إعادة اختراع الإنترنت.

يمكن للانتقال الكمي أن يوفر اتصالا كموميا آمنا بين نقاط جغرافية بعيدة.

يفتح هذا الإنجاز الباب لتطوير شبكات اتصالات كمية قوية وآمنة، وحوسبة كمية فائقة الأداء، وطرق مراقبة وقياس دقيقة للبيانات.