مبدأ وتطور تكنولوجيا الاتصالات الكمومية

الاتصال الكمومي هو الجزء المركزي من تكنولوجيا المعلومات الكمومية. تتميز بمزايا السرية المطلقة، وقدرة الاتصال الكبيرة، وسرعة النقل السريعة، وما إلى ذلك. يمكنه إكمال المهام المحددة التي لا يستطيع التواصل الكلاسيكي تحقيقها. يمكن للاتصال الكمي استخدام نظام المفتاح الخاص، الذي لا يمكن فك شفرته لتحقيق المعنى الحقيقي للاتصال الآمن، لذلك أصبح الاتصال الكمي طليعة العلوم والتكنولوجيا في العالم. يستخدم الاتصال الكمي الحالة الكمومية كعنصر معلومات لتحقيق النقل الفعال للمعلومات. إنها ثورة أخرى في تاريخ الاتصالات بعد الاتصالات الهاتفية والبصرية.

المكونات الرئيسية للاتصال الكمومي:

توزيع المفتاح السري الكمي:

لا يتم استخدام توزيع المفتاح السري الكمي لنقل المحتوى السري. ومع ذلك، فإن الأمر يتعلق بإنشاء كتاب تشفير وتوصيله، أي تعيين المفتاح الخاص لكلا جانبي الاتصال الشخصي، والمعروف باسم اتصال التشفير الكمي.
في عام 1984، اقترح بينيت من الولايات المتحدة وبراسارت من كندا بروتوكول BB84، الذي يستخدم البتات الكمومية كحاملات معلومات لتشفير الحالات الكمومية باستخدام خصائص استقطاب الضوء لتحقيق توليد وتوزيع آمن للمفاتيح السرية. في عام 1992، اقترح بينيت بروتوكول B92 يعتمد على حالتين كميتين غير متعامدتين مع تدفق بسيط ونصف كفاءة. يعتمد كلا المخططين على مجموعة واحدة أو أكثر من الحالات الكمومية الفردية المتعامدة وغير المتعامدة. أخيرًا، في عام 1991، اقترح إيكيرت من المملكة المتحدة E91 استنادًا إلى حالة التشابك القصوى لجسيمين، أي زوج EPR.
في عام 1998، تم اقتراح مخطط اتصال كمي آخر من ست حالات لاختيار الاستقطاب على ثلاث قواعد مترافقة تتألف من أربع حالات استقطاب ودوران يسار وسليم في بروتوكول BB84. لقد أثبت بروتوكول BB84 أنه طريقة توزيع حرجة آمنة، ولم يتم كسرها من قبل أي شخص حتى الآن. يضمن مبدأ عدم اليقين الكمي وعدم الاستنساخ الكمي أمنها المطلق. ولذلك، فإن بروتوكول EPR له قيمة نظرية أساسية. فهو يربط الحالة الكمومية المتشابكة بالاتصال الكمي الآمن ويفتح طريقة جديدة للاتصال الكمي الآمن.

النقل الآني الكمي:

نظرية النقل الآني الكمي التي اقترحها بينيت وعلماء آخرون في ستة بلدان في عام 1993 هي وضع نقل كمي خالص يستخدم قناة الحالة المتشابكة القصوى لجسيمين لنقل حالة كمية غير معروفة، وسيصل معدل نجاح النقل الآني إلى 100%. 2].
وفي 199 أ. أكملت مجموعة زيلينجر النمساوية أول اختبار تجريبي لمبدأ النقل الآني الكمي في المختبر. غالبًا ما تظهر مثل هذه الحبكة في العديد من الأفلام: تظهر شخصية غامضة فجأة في مكان ما تختفي فجأة في مكانها. ومع ذلك، نظرًا لأن النقل الآني الكمي ينتهك مبدأ عدم الاستنساخ الكمي وعدم يقين هايزنبرغ في ميكانيكا الكم، فهو مجرد نوع من الخيال العلمي في التواصل الكلاسيكي.
ومع ذلك، تم إدخال المفهوم الاستثنائي للتشابك الكمي في الاتصال الكمي، والذي يقسم معلومات الحالة الكمومية غير المعروفة للأصل إلى قسمين: المعلومات الكمومية والمعلومات الكلاسيكية، مما يجعل هذه المعجزة المذهلة تحدث. المعلومات الكمومية هي المعلومات التي لم يتم استخراجها في عملية القياس، والمعلومات الكلاسيكية هي القياس الأصلي.

التقدم في الاتصالات الكمومية:

منذ عام 1994، دخلت الاتصالات الكمومية تدريجيًا المرحلة التجريبية وتتقدم نحو الهدف العملي، الذي له قيمة تنموية وفوائد اقتصادية ممتازة. في عام 1997، أجرى العالم الصيني الشاب بان جيانوي، والعالم الهولندي بو مايستر، تجربة وأدركا النقل عن بعد لحالات كمومية غير معروفة.
في أبريل 2004، سورنسن وآخرون. تم تحقيق نقل بيانات بطول 1.45 كم بين البنوك لأول مرة باستخدام توزيع التشابك الكمي، مما يشير إلى الاتصال الكمي من المختبر إلى مرحلة التطبيق. في الوقت الحاضر، اجتذبت تكنولوجيا الاتصالات الكمومية اهتمامًا كبيرًا من الحكومات والصناعة والأوساط الأكاديمية. تعمل بعض الشركات العالمية الشهيرة أيضًا على تطوير تسويق المعلومات الكمومية، مثل شركة الهاتف والتلغراف البريطانية، وشركة Bell، وIBM، ومختبرات at & T في الولايات المتحدة، وشركة Toshiba في اليابان، وشركة Siemens في ألمانيا، وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، في في عام 2008، قام "مشروع تطوير شبكة الاتصالات الآمنة العالمية القائم على التشفير الكمي" التابع للاتحاد الأوروبي بإنشاء شبكة عرض وتحقق للاتصالات الآمنة ذات 7 عقد.
في عام 2010، ذكرت مجلة تايم الأمريكية نجاح تجربة الصين في النقل الآني الكمي لمسافة 16 كيلومترًا في عمود "الأخبار المتفجرة" بعنوان "قفزة علوم الكم الصينية"، مما يشير إلى أن الصين يمكنها إنشاء شبكة اتصالات كمومية بين العالمين. الأرض والقمر الصناعي [3] . في عام 2010، قام المعهد الوطني لأبحاث الاستخبارات والاتصالات في اليابان وشركة Mitsubishi Electric وNEC وID من سويسرا وشركة Toshiba Europe Limited وفيينا بأكملها بإنشاء شبكة الاتصالات الكمومية الحضرية ذات الست نقاط "شبكة طوكيو QKD" في طوكيو. تركز الشبكة على أحدث نتائج الأبحاث للمؤسسات والشركات البحثية ذات أعلى مستوى من التطور في تكنولوجيا الاتصالات الكمومية في اليابان وأوروبا.

تقع شركة Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. في "وادي السيليكون" في الصين - Beijing Zhongguancun، وهي مؤسسة ذات تقنية عالية مخصصة لخدمة مؤسسات البحث المحلية والأجنبية ومعاهد البحوث والجامعات وموظفي البحث العلمي في المؤسسات. تعمل شركتنا بشكل رئيسي في البحث والتطوير المستقل والتصميم والتصنيع وبيع المنتجات الإلكترونية البصرية، وتوفر حلولًا مبتكرة وخدمات احترافية وشخصية للباحثين العلميين والمهندسين الصناعيين. بعد سنوات من الابتكار المستقل، شكلت سلسلة غنية ومثالية من المنتجات الكهروضوئية، والتي تستخدم على نطاق واسع في الصناعات البلدية والعسكرية والنقل والطاقة الكهربائية والمالية والتعليم والطبية وغيرها من الصناعات.

ونحن نتطلع إلى التعاون معكم!