في إنجاز علمي مذهل، نجح باحثون في الولايات المتحدة في نقل حالة كمومية للضوء عبر كابل ألياف ضوئية يمتد لأكثر من 30 كيلومترًا، وسط تدفق هائل لحركة البيانات على الإنترنت – وهو تحدٍ كان يُعتبر سابقًا مستحيلاً، حسبما أفاد موقع sciencealert المتخصص في الشئون العلمية.
موضوعات مقترحة
قد لا يتيح هذا الإنجاز التنقل بسرعة الضوء أو تسريع تحميل مقاطع الفيديو المضحكة فقط، لكنه يمهد الطريق لثورة في الحوسبة الكمومية، التشفير المحسن، وابتكار تقنيات استشعار متطورة.
يقول بريم كومار، قائد الدراسة وأستاذ الحوسبة بجامعة نورث وسترن: "هذا الاكتشاف يفتح آفاقًا جديدة كانت تبدو غير ممكنة". وأضاف: "لقد أظهرنا مسارًا نحو شبكات الجيل القادم التي تمزج بين الاتصالات التقليدية والكمومية على نفس البنية التحتية للألياف الضوئية."
كيف تحقق النقل الكمي؟
تستحضر فكرة النقل الكمي خيال تقنيات النقل الآني في أفلام الخيال العلمي، حيث يتم تدمير الكائن الأصلي بعناية لينقل حالته الكمومية إلى كائن آخر في موقع مختلف. وعلى الرغم من أن عملية القياس تحدد مصير الكائنين في لحظة واحدة، فإن تحقيق التشابك الكمومي بينهما يتطلب إرسال موجة من المعلومات بين الموقعين.
لكن الحفاظ على الحالة الكمومية يمثل تحديًا كبيرًا، حيث تُعد هذه الحالات هشّة للغاية ويمكن أن تنهار تحت تأثير الإشعاع أو التداخل الحراري. وبينما يمكن حماية الحالات الكمومية داخل الحواسيب، فإن إرسال فوتونات مفردة عبر كابلات ألياف ضوئية مليئة بالبيانات يشبه محاولة عبور نهر مليء بالتيارات الجارفة دون أن تفقد أي حمولة.
التغلب على المستحيل
لتنفيذ هذا الإنجاز، استخدم الفريق تقنيات متقدمة لعزل الفوتون وحمايته من التداخل مع موجات البيانات الأخرى. يقول كومار: "قمنا بدراسة دقيقة لآليات تشتت الضوء وحددنا نقطة مثالية تقلل من هذا التشتت إلى الحد الأدنى."
وأضاف: "تمكنا من تحقيق الاتصال الكمي دون أن يؤثر على تدفق البيانات التقليدية."
الإنترنت الكمي.. حلم يتحقق
في حين نجحت محاكاة سابقة في دمج المعلومات الكمومية مع البيانات التقليدية، يعتبر هذا الإنجاز الأول من نوعه الذي يُنفذ في بيئة إنترنت حقيقية.
تثبت هذه التجربة أن الإنترنت الكمي لم يعد مجرد فكرة خيالية، بل أصبح حقيقة وشيكة. هذه التقنية ستمنح العلماء والمهندسين أدوات غير مسبوقة لتحسين التشفير، المراقبة، والحسابات المعقدة – وكل ذلك دون الحاجة إلى بناء شبكات جديدة.
يؤكد كومار: "النقل الكمي يمكن أن يوفر اتصالًا آمنًا بين مواقع جغرافية بعيدة." وأضاف: "على الرغم من الافتراضات السابقة بأن بناء بنية تحتية مخصصة سيكون ضرورياً، إلا أننا أظهرنا أن اختيار الأطوال الموجية الصحيحة يمكن أن يجعل البنية الحالية كافية."