الشبكة الكمومية المتعددة العقد تمهد الطريق للإنترنت الكمومي

نجح باحثون في هولندا في توصيل ثلاثة معالجات كمومية منفصلة في ما يُعد فعليًا أول شبكة كمومية متعددة العقد في العالم.

ويمهد هذا الطريق أمام شبكة الإنترنت الكمومية الواسعة النطاق التي كانت الحكومات والعلماء يحلمون بها منذ عقود.

ونشر QuTech، وهو معهد أبحاث كمومي مقره في دلفت، عملاً جديدًا تم فيه ربط ثلاث عقد يمكنها تخزين ومعالجة البتات الكمومية المسماة الكيوبت، ووفقًا لباحثي QuTech، فإن هذه هي أول شبكة كمومية بدائية في العالم.

ولا يعد توصيل الأجهزة الكمومية أمرًا جديدًا، حيث يعمل العديد من الباحثين حول العالم حاليًا على شبكات مماثلة، لكنهم نجحوا حتى الآن فقط في ربط اثنين من المعالجات الكمومية.

وتبعًا لذلك، يعد إنشاء اتصال متعدد العقد خطوة أساسية نحو توسيع حجم الشبكة بشكل كبير.

وتهدف الكثير من الجهود البحثية إلى إنشاء شبكة إنترنت كمومية يمكن أن تمتد يومًا ما عبر سطح الكوكب.

وتستغل شبكة الإنترنت الكمومية قوانين الميكانيكا الكمومية للسماح للأجهزة الكمومية بالتواصل مع بعضها بعضًا.

ومن المتوقع أن تتيح شبكة الإنترنت الكمومية مجموعة من التطبيقات التي لا يمكن تشغيلها بالوسائل الكلاسيكية الحالية، مثل الاتصالات غير القابلة للاختراق.

ويمكن لشبكة الإنترنت الكمومية أن تربط أجهزة كمومية صغيرة معًا لإنشاء مجموعة كمومية كبيرة تتمتع بقوة حوسبة أكبر من أجهزة الحواسيب العملاقة الكلاسيكية الأكثر تطورًا.

ويمثل التشابك إحدى الخصائص الكمومية الرئيسية التي تدعم الإنترنت الكمومي، وهي ظاهرة تحدث عندما يقترن جسيمان كميان بطريقة تجعلهما مترابطين بشكل أساسي، بغض النظر عن بُعدهما المادي عن بعضهما بعضًا.

وعندما يتشابك جسيمان كموميان، تصبح خصائصهما مرتبطة، مما يعني أن أي تغيير في أحد الجسيمات ينعكس حتمًا على الآخر.

ويعني هذا في الاتصالات الكمومية أنه يمكن للعلماء استخدام الجسيمات المتشابكة من أجل النقل الآني للمعلومات من الكيوبت الأول إلى الكيوبت الثاني المقترن، حتى لو كان الاثنان في أجهزة كمومية منفصلة.

ويطور فريق البحث في QuTech نظامًا يعتمد على العقد الوسيطة، على غرار أجهزة التوجيه في شبكة الإنترنت الحالية، التي يمكن أن تحافظ على التشابك عبر مسافات أكبر.

وطور فريق QuTech أيضًا أول بروتوكول شبكة كمومية، مع إشارة تشير إلى أن كل عملية قد اكتملت بنجاح.

وتوفر الشبكة الجديدة منصة اختبار لتطوير أجهزة وبرامج وبروتوكولات شبكة الإنترنت الكمومية الجديدة، لكن يجب أن تتطور التجربة أيضًا من إثبات المفهوم إلى حل عملي من أجل توسيع نطاق الشبكات الكمومية.

وتتألف شبكة الإنترنت الكمومية المستقبلية من عدد لا يحصى من الأجهزة الكمومية والعقد الوسيطة.

ويتم دعم أبحاث QuTech من تحالف الإنترنت الكمومي التابع للاتحاد الأوروبي، لكن الاتحاد الأوروبي ليس وحيدًا، إذ تهتم الصين والولايات المتحدة بالقدر نفسه بتطوير الشبكات الكمومية، وقد حققتا معالم بارزة في هذا المجال.