الشبكة الكمومية

تُشكّل الشبكات الكمومية عنصرًا هامًا في أنظمة الحوسبة والاتصالات الكمومية . تُسهّل هذه الشبكات نقل المعلومات على شكل بتات كمومية، تُسمى أيضًا كيوبتات ، بين معالجات كمومية منفصلة فيزيائيًا. المعالج الكمومي هو جهاز قادر على تنفيذ دوائر كمومية على عدد مُحدد من الكيوبتات. تعمل الشبكات الكمومية بطريقة مشابهة للشبكات التقليدية، ويكمن الاختلاف الرئيسي في أن الشبكات الكمومية، مثل الحوسبة الكمومية، أكثر كفاءة في حلّ بعض المشكلات، مثل نمذجة الأنظمة الكمومية.
الأساسيات
حساب
تعمل الحوسبة الكمومية الشبكية أو الحوسبة الكمومية الموزعة [ 1 ] [ 2 ] عن طريق ربط معالجات كمومية متعددة عبر شبكة كمومية من خلال إرسال الكيوبتات بينها. يؤدي ذلك إلى إنشاء مجموعة حوسبة كمومية، وبالتالي زيادة القدرة الحاسوبية. يمكن ربط أجهزة كمبيوتر أقل قوة بهذه الطريقة لإنشاء معالج واحد أكثر قوة. يشبه هذا ربط عدة أجهزة كمبيوتر تقليدية لتشكيل مجموعة حاسوبية في الحوسبة التقليدية. وكما هو الحال في الحوسبة التقليدية، فإن هذا النظام قابل للتوسع بإضافة المزيد من أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى الشبكة. حاليًا، لا تفصل بين المعالجات الكمومية سوى مسافات قصيرة.
تواصل
في مجال الاتصالات الكمومية ، يُراد إرسال الكيوبتات من معالج كمومي إلى آخر عبر مسافات طويلة. [ 3 ] وبهذه الطريقة، يمكن ربط الشبكات الكمومية المحلية لتكوين إنترنت كمومي . يدعم الإنترنت الكمومي [ 1 ] العديد من التطبيقات التي تستمد قوتها من إمكانية نقل المعلومات بين المعالجات الكمومية البعيدة عبر إنشاء كيوبتات متشابكة كموميًا . تتطلب معظم تطبيقات الإنترنت الكمومي معالجات كمومية ذات قدرات محدودة للغاية. بالنسبة لمعظم بروتوكولات الإنترنت الكمومي، مثل توزيع المفاتيح الكمومية في التشفير الكمومي ، يكفي أن تكون هذه المعالجات قادرة على تحضير وقياس كيوبت واحد فقط في كل مرة. وهذا على عكس الحوسبة الكمومية ، حيث لا يمكن تحقيق تطبيقات مثيرة للاهتمام إلا إذا استطاعت المعالجات الكمومية (المُدمجة) محاكاة عدد من الكيوبتات يفوق ما يستطيع الحاسوب التقليدي محاكاته بسهولة (حوالي 60 [ 4 ] ). لا تتطلب تطبيقات الإنترنت الكمومي سوى معالجات كمومية صغيرة، غالباً ما تكون كيوبت واحد فقط، لأن التشابك الكمومي يمكن تحقيقه بين كيوبتين فقط. ولا يمكن لمحاكاة نظام كمومي متشابك على حاسوب تقليدي أن توفر نفس مستوى الأمان والسرعة في آن واحد.
نظرة عامة على العناصر
يتشابه الهيكل الأساسي للشبكة الكمومية، وبشكل أعم الإنترنت الكمومي، مع الشبكة التقليدية. أولًا، لدينا عقد طرفية تُشغَّل عليها التطبيقات. هذه العقد الطرفية عبارة عن معالجات كمومية تحتوي على كيوبت واحد على الأقل. تتطلب بعض تطبيقات الإنترنت الكمومي معالجات كمومية تحتوي على عدة كيوبتات، بالإضافة إلى ذاكرة كمومية في العقد الطرفية.
ثانيًا، لنقل الكيوبتات من عقدة إلى أخرى، نحتاج إلى خطوط اتصال. لأغراض الاتصال الكمومي، يمكن استخدام ألياف الاتصالات القياسية . أما في الحوسبة الكمومية الشبكية، حيث ترتبط المعالجات الكمومية على مسافات قصيرة، فيتم اختيار أطوال موجية مختلفة بناءً على منصة الأجهزة الدقيقة للمعالج الكمومي.
ثالثًا، لتحقيق أقصى استفادة من بنية الاتصالات التحتية، يلزم وجود مفاتيح ضوئية قادرة على نقل الكيوبتات إلى المعالج الكمومي المقصود. يجب أن تحافظ هذه المفاتيح على التماسك الكمومي ، مما يجعل تصميمها أكثر صعوبة من المفاتيح الضوئية التقليدية.
أخيرًا، يتطلب نقل الكيوبتات عبر مسافات طويلة استخدام مُكرِّر كمومي . تظهر المُكرِّرات بين العقد الطرفية. [ 5 ] وبما أن الكيوبتات لا يمكن نسخها ( نظرية عدم الاستنساخ )، فإن تضخيم الإشارة الكلاسيكي غير ممكن. لذا، يعمل المُكرِّر الكمومي بطريقة مختلفة تمامًا عن المُكرِّر الكلاسيكي.
عناصر
العقد الطرفية: المعالجات الكمومية
يمكن للعقد الطرفية استقبال المعلومات وإرسالها. [ 5 ] يمكن استخدام ليزرات الاتصالات وتحويل الترددات البارامتري مع كاشفات ضوئية لتوزيع المفاتيح الكمومية . في هذه الحالة، قد تكون العقد الطرفية في كثير من الأحيان أجهزة بسيطة للغاية تتكون فقط من مقسمات الحزم وكاشفات ضوئية.
مع ذلك، تتطلب العديد من البروتوكولات استخدام عقد طرفية أكثر تطورًا. توفر هذه الأنظمة قدرات معالجة متقدمة، ويمكن استخدامها أيضًا كمكررات كمومية. وتكمن ميزتها الرئيسية في قدرتها على تخزين وإعادة إرسال المعلومات الكمومية دون التأثير على الحالة الكمومية الأساسية . قد تكون الحالة الكمومية المخزنة إما الدوران النسبي للإلكترون في مجال مغناطيسي أو حالة طاقة الإلكترون. [ 5 ] كما يمكنها أيضًا تنفيذ بوابات منطقية كمومية .
إحدى طرق تحقيق هذه العقد الطرفية هي استخدام مراكز اللون في الماس، مثل مركز النيتروجين-الفراغ . يشكل هذا النظام معالجًا كميًا صغيرًا يضم عدة كيوبتات . يمكن استخدام مراكز النيتروجين-الفراغ في درجة حرارة الغرفة. [ 5 ] وقد تم بالفعل إثبات خوارزميات كمومية صغيرة النطاق وتصحيح الأخطاء الكمومية [ 6 ] في هذا النظام، بالإضافة إلى القدرة على تشابك معالجين كموميين [ 7 ] وثلاثة معالجات كمومية [ 8 ] ، وإجراء نقل كمومي حتمي . [ 9 ]
من المنصات المحتملة الأخرى المعالجات الكمومية القائمة على مصائد الأيونات ، والتي تستخدم المجالات المغناطيسية ذات الترددات الراديوية وأشعة الليزر. [ 5 ] في شبكة عقد الأيونات المحصورة متعددة الأنواع، تُستخدم الفوتونات المتشابكة مع ذرة أصلية لتشابك العقد المختلفة. [ 10 ] كما تُعدّ ديناميكا الكهرباء الكمومية التجويفية (Cavity QED) إحدى الطرق الممكنة لتحقيق ذلك. في هذه التقنية، يمكن نقل الحالات الكمومية الفوتونية من وإلى الحالات الكمومية الذرية المخزنة في ذرات مفردة داخل تجاويف بصرية. يتيح ذلك نقل الحالات الكمومية بين الذرات المفردة باستخدام الألياف البصرية ، بالإضافة إلى إنشاء تشابك عن بُعد بين الذرات البعيدة. [ 5 ] [ 11 ] [ 12 ]
خطوط الاتصال: الطبقة المادية
على مسافات طويلة، تُعدّ الشبكات الضوئية والكيوبتات القائمة على الفوتونات الطريقة الأساسية لتشغيل الشبكات الكمومية . ويعود ذلك إلى انخفاض احتمالية فقدان الترابط الكمومي في الشبكات الضوئية . كما تتميز هذه الشبكات بإمكانية إعادة استخدام الألياف الضوئية الموجودة . وبدلاً من ذلك، يمكن إنشاء شبكات في الفضاء الحر لنقل المعلومات الكمومية عبر الغلاف الجوي أو الفراغ. [ 13 ]
شبكات الألياف الضوئية
يمكن إنشاء الشبكات الضوئية باستخدام ألياف الاتصالات الحالية، وذلك باستخدام أجهزة مشابهة لمعدات الاتصالات الموجودة. يمكن أن تكون هذه الألياف أحادية النمط أو متعددة الأنماط، حيث تتيح الألياف أحادية النمط اتصالاً أكثر دقة. [ 5 ] عند جهاز الإرسال، يمكن توليد مصدر فوتونات مفردة عن طريق إضعاف ليزر اتصالات قياسي بشكل كبير بحيث يكون متوسط عدد الفوتونات لكل نبضة أقل من 1. أما عند الاستقبال، فيمكن استخدام كاشف ضوئي انهياري . كما يمكن استخدام طرق مختلفة للتحكم في الطور أو الاستقطاب، مثل مقاييس التداخل ومقسمات الحزم . في حالة البروتوكولات القائمة على التشابك ، يمكن توليد فوتونات متشابكة من خلال التحويل البارامتري التلقائي . في كلتا الحالتين، يمكن استخدام تقنية تعدد الإرسال لألياف الاتصالات لإرسال إشارات التوقيت والتحكم غير الكمومية.
في عام 2020، نجح فريق من الباحثين المنتسبين إلى عدة مؤسسات في الصين في إرسال ذاكرات كمومية متشابكة عبر كابل ألياف ملفوف بطول 50 كيلومترًا. [ 14 ]
شبكات الفضاء الحر
تعمل الشبكات الكمومية في الفضاء الحر بطريقة مشابهة لشبكات الألياف الضوئية، لكنها تعتمد على خط البصر المباشر بين الأطراف المتصلة بدلاً من استخدام وصلة الألياف الضوئية. ويمكن لشبكات الفضاء الحر عادةً دعم معدلات نقل بيانات أعلى من شبكات الألياف الضوئية، كما أنها لا تتأثر بتشويش الاستقطاب الناتج عن الألياف الضوئية . [ 15 ] مع ذلك، وعلى مسافات طويلة، يكون الاتصال في الفضاء الحر أكثر عرضةً لتأثيرات البيئة المحيطة على الفوتونات . [ 5 ]
يُمكن أيضًا إجراء الاتصالات في الفضاء الحر من قمر صناعي إلى الأرض. وقد تمّ إثبات قدرة قمر صناعي كمومي على توزيع التشابك على مسافة 1203 كيلومترات [ 16 ] . كما تمّ الإبلاغ عن تبادل تجريبي للفوتونات المفردة من نظام ملاحة عالمي عبر الأقمار الصناعية على مسافة مائلة تبلغ 20000 كيلومتر [ 17 ] . يُمكن لهذه الأقمار الصناعية أن تلعب دورًا هامًا في ربط الشبكات الأرضية الأصغر حجمًا عبر مسافات أطول. في شبكات الفضاء الحر، تُشكّل الظروف الجوية، مثل الاضطراب والتشتت والامتصاص، تحديات تؤثر على دقة الحالات الكمومية المُرسلة. وللتخفيف من هذه التأثيرات، يستخدم الباحثون البصريات التكيفية، وأنظمة التعديل المتقدمة، وتقنيات تصحيح الأخطاء [ 18 ] . تلعب مرونة بروتوكولات توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) ضد التنصت دورًا حاسمًا في ضمان أمن البيانات المُرسلة. وعلى وجه التحديد، تمّ تكييف بروتوكولات مثل BB84 وأنظمة الحالة الوهمية لبيئات الفضاء الحر لتحسين متانتها ضد الثغرات الأمنية المحتملة.
أجهزة إعادة الإرسال
تُعيق الاتصالات بعيدة المدى تأثيرات فقدان الإشارة وفقدان الترابط الكمومي المتأصلة في معظم وسائط النقل، مثل الألياف الضوئية. في الاتصالات التقليدية، يمكن استخدام المضخمات لتقوية الإشارة أثناء الإرسال، ولكن في الشبكات الكمومية، لا يمكن استخدام المضخمات لأن الكيوبتات لا يمكن نسخها - وهو ما يُعرف بنظرية عدم الاستنساخ . أي أنه لتنفيذ مضخم، يجب تحديد الحالة الكاملة للكيوبت الطائر، وهو أمر غير مرغوب فيه ومستحيل.
أجهزة إعادة الإرسال الموثوقة
تُعدّ المُكرِّرات الموثوقة خطوةً وسيطةً لاختبار بنية الاتصالات التحتية. ومن المهم الإشارة إلى أنه لا يُمكن استخدام المُكرِّر الموثوق لنقل الكيوبتات عبر مسافات طويلة. بدلاً من ذلك، يُمكن استخدامه فقط لتوزيع المفاتيح الكمومية، مع افتراض إضافي بأنه موثوق. لنفترض وجود عقدتين طرفيتين A وB، ومُكرِّر موثوق R بينهما. تقوم A وR الآن بتوزيع المفاتيح الكمومية لتوليد مفتاح.وبالمثل، يقوم كل من R و B بتشغيل توزيع المفاتيح الكمومية لتوليد مفتاح.يمكن الآن لـ A و B الحصول على مفتاحفيما بينهم على النحو التالي: يرسل أإلى R مشفرة بالمفتاحيقوم برنامج R بفك التشفير للحصول علىثم يقوم R بإعادة التشفيرباستخدام المفتاحويرسلها إلى ب. يقوم ب ب بفك تشفيرها للحصول علىيتشارك كل من A و B الآن المفتاحالمفتاح محمي من أي متطفل خارجي، ولكن من الواضح أن جهاز إعادة الإرسال R يعرف ذلك أيضاً.وهذا يعني أن أي اتصال لاحق بين A و B لا يوفر أمانًا من طرف إلى طرف، ولكنه آمن فقط طالما أن A و B يثقان في جهاز إعادة الإرسال R.
مكررات الكم
يُتيح مُكرِّر الكم الحقيقي توليد التشابك الكمومي من طرف إلى طرف، وبالتالي - باستخدام النقل الكمومي - نقل الكيوبتات من طرف إلى طرف . في بروتوكولات توزيع المفاتيح الكمومية، يُمكن اختبار هذا التشابك. هذا يعني أنه عند إنشاء مفاتيح التشفير، يكون المُرسِل والمُستقبِل في أمان حتى لو لم يثقوا بمُكرِّر الكم. أي تطبيق آخر لشبكة الإنترنت الكمومية يتطلب أيضًا نقل الكيوبتات من طرف إلى طرف، وبالتالي مُكرِّر كمومي.
تسمح أجهزة إعادة الإرسال الكمومية بالتشابك ويمكن إنشاؤها في العقد البعيدة دون إرسال كيوبت متشابك فعليًا عبر المسافة بأكملها. [ 19 ]
في هذه الحالة، تتكون الشبكة الكمومية من العديد من الروابط قصيرة المدى، والتي قد يصل طولها إلى عشرات أو مئات الكيلومترات. في أبسط الحالات، وهي وجود مُكرِّر واحد، يتم إنشاء زوجين من الكيوبتات المتشابكة.ويوجد في جهاز الإرسال وجهاز إعادة الإرسال، وزوج ثانٍوتقع هذه النقاط عند المُكرِّر والمُستقبِل. ويمكن إنشاء هذه الكيوبتات المتشابكة الأولية بسهولة، على سبيل المثال من خلال التحويل البارامتري التنازلي ، حيث يتم إرسال كيوبت واحد فعليًا إلى عقدة مجاورة. عند هذه النقطة، يمكن للمُكرِّر إجراء قياس بيل على الكيوبتات.ووبذلك يتم نقل الحالة الكمومية لـعلىوهذا يؤدي إلى "تبديل" التشابك بحيثوأصبحت الآن متشابكة على مسافة ضعف مسافة تشابك الأزواج الأولية. يتضح أن شبكة من هذه المُكرِّرات يمكن استخدامها بشكل خطي أو هرمي لإنشاء التشابك عبر مسافات كبيرة. [ 20 ] [ 21 ]
يمكن لمنصات الأجهزة المناسبة كعقد طرفية كما هو مذكور أعلاه أن تعمل أيضًا كمكررات كمومية. ومع ذلك، توجد أيضًا منصات أجهزة مخصصة فقط [ 22 ] لمهمة العمل كمكرر، دون القدرة على تنفيذ البوابات الكمومية.
تصحيح الأخطاء
يمكن استخدام تصحيح الأخطاء في أجهزة إعادة الإرسال الكمومية. إلا أنه نظراً للقيود التقنية، يقتصر تطبيق هذه التقنية على مسافات قصيرة جداً، إذ أن أنظمة تصحيح الأخطاء الكمومية القادرة على حماية الكيوبتات عبر مسافات طويلة تتطلب عدداً هائلاً من الكيوبتات، وبالتالي حواسيب كمومية ضخمة للغاية.
يمكن تصنيف أخطاء الاتصال بشكل عام إلى نوعين: أخطاء الفقد (الناتجة عن الألياف الضوئية /البيئة المحيطة) وأخطاء التشغيل (مثل إزالة الاستقطاب ، وفقدان التزامن، إلخ). في حين يمكن استخدام التكرار لاكتشاف الأخطاء الكلاسيكية وتصحيحها، لا يمكن إنشاء كيوبتات زائدة بسبب نظرية عدم الاستنساخ. ونتيجة لذلك، يجب إدخال أنواع أخرى من تصحيح الأخطاء، مثل رمز شور أو أحد الرموز الأكثر عمومية وكفاءة. تعمل جميع هذه الرموز عن طريق توزيع المعلومات الكمومية على كيوبتات متشابكة متعددة، بحيث يمكن تصحيح أخطاء التشغيل وأخطاء الفقد. [ 23 ]
إضافةً إلى تصحيح الأخطاء الكمومية، يمكن استخدام تصحيح الأخطاء الكلاسيكية في الشبكات الكمومية في حالات خاصة، مثل توزيع المفاتيح الكمومية. في هذه الحالات، يهدف الاتصال الكمومي إلى نقل سلسلة من البتات الكلاسيكية بشكل آمن. ويمكن تطبيق رموز تصحيح الأخطاء التقليدية، مثل رموز هامينغ، على سلسلة البتات قبل تشفيرها وإرسالها عبر الشبكة الكمومية.
تنقية التشابك
يمكن أن يحدث التفكك الكمومي عندما يُنقل كيوبت واحد من حالة بيل متشابكة إلى أقصى حد عبر شبكة كمومية. يسمح تنقية التشابك بإنشاء كيوبتات متشابكة إلى حد كبير تقريبًا من عدد كبير من الكيوبتات المتشابكة بشكل ضعيف، وبالتالي يوفر حماية إضافية ضد الأخطاء. وقد تم بالفعل إثبات تنقية التشابك (المعروفة أيضًا باسم تقطير التشابك ) في مراكز النيتروجين-الفراغ في الماس. [ 24 ]
التطبيقات
يدعم الإنترنت الكمومي العديد من التطبيقات، بفضل التشابك الكمومي . وبشكل عام، يُعد التشابك الكمومي مناسبًا تمامًا للمهام التي تتطلب التنسيق أو التزامن أو الخصوصية.
تشمل أمثلة هذه التطبيقات توزيع المفاتيح الكمومية ، [ 25 ] [ 26 ] وتثبيت الساعة، [ 27 ] وبروتوكولات مشاكل الأنظمة الموزعة مثل انتخاب القائد أو الاتفاق البيزنطي ، [ 5 ] وتوسيع قاعدة التلسكوبات ، [ 28 ] [ 29 ] بالإضافة إلى التحقق من الموقع، [ 30 ] [ 31 ] والهوية الآمنة والتشفير الثنائي في نموذج التخزين المشوش . كما يتيح الإنترنت الكمومي الوصول الآمن إلى حاسوب كمومي [ 32 ] في السحابة. وعلى وجه التحديد، يُمكّن الإنترنت الكمومي أجهزة كمومية بسيطة للغاية من الاتصال بحاسوب كمومي بعيد بطريقة تسمح بإجراء العمليات الحسابية هناك دون أن يكتشف الحاسوب الكمومي ماهية هذه العملية الحسابية (لا يمكن قياس حالات الإدخال والإخراج الكمومية دون إتلاف العملية الحسابية، ولكن ستكون تركيبة الدائرة المستخدمة في الحساب معروفة).
اتصالات آمنة
لطالما كانت أكبر مشكلة في التواصل بأي شكل من الأشكال هي الحفاظ على سرية هذه الاتصالات. [ 33 ] ستتيح الشبكات الكمومية إنشاء المعلومات وتخزينها ونقلها، مما قد يحقق "مستوى من الخصوصية والأمان والقدرة الحاسوبية يستحيل تحقيقه باستخدام الإنترنت الحالي". [ 34 ]
بتطبيق مُشغّل كمومي يختاره المستخدم على نظام معلومات، يُمكن إرسال المعلومات إلى المُستقبِل دون أي فرصة للتنصت، ودون علم المُرسِل أو المُستقبِل. على عكس المعلومات التقليدية التي تُنقل على شكل بتات وتُخصّص لها قيمة 0 أو 1، تستخدم المعلومات الكمومية في الشبكات الكمومية بتات كمومية (كيوبتات)، والتي يُمكن أن تحمل القيمتين 0 و1 في آنٍ واحد، كونها في حالة تراكب . [ 34 ] [ 35 ] ينجح هذا النظام لأنه إذا حاول مُستمع التنصت، فسيُغيّر المعلومات بطريقة غير مقصودة، كاشفًا بذلك نواياه للأشخاص الذين يستهدفهم. ثانيًا، بدون المُشغّل الكمومي المناسب لفك تشفير المعلومات، سيُفسد المُستمع المعلومات المُرسلة دون أن يتمكن من استخدامها. علاوة على ذلك، يُمكن تشفير الكيوبتات في مواد مُتنوعة، بما في ذلك استقطاب الفوتونات أو حالات دوران الإلكترونات . [ 34 ]
الحالة الحالية
الإنترنت الكمي
من الأمثلة على شبكات الاتصالات الكمومية النموذجية شبكة كمومية على مستوى المدينة تضم ثمانية مستخدمين، وُصفت في ورقة بحثية نُشرت في سبتمبر 2020. استخدمت هذه الشبكة، الموجودة في بريستول، بنية تحتية من الألياف الضوئية مُسبقة النشر، وعملت دون الحاجة إلى تبديل نشط أو عقد موثوقة. [ 36 ] [ 37 ]
في عام 2022، أثبت باحثون من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية ومعهد جينان لتكنولوجيا الكم التشابك الكمي بين جهازي ذاكرة يقعان على بعد 12.5 كيلومترًا من بعضهما البعض داخل بيئة حضرية. [ 38 ]
في العام نفسه، خطا علماء الفيزياء في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا خطوة هامة نحو شبكة المستقبل باستخدام تقنية تسمى النقل الكمي، والتي ترسل البيانات إلى ثلاثة مواقع مادية، وهو ما كان ممكناً سابقاً فقط من خلال موقعين. [ 39 ]
في عام 2024، حقق باحثون في المملكة المتحدة وألمانيا إنجازاً تاريخياً تمثل في إنتاج وتخزين واسترجاع المعلومات الكمومية. وقد تضمن هذا الإنجاز ربط مصدر ضوء النقاط الكمومية بنظام ذاكرة كمومية، مما مهد الطريق لتطبيقات عملية رغم التحديات التي تواجهها، مثل فقدان المعلومات الكمومية عبر المسافات الطويلة. [ 40 ]
في فبراير 2025، أثبت باحثون من جامعة أكسفورد تجريبيًا توزيع العمليات الحسابية الكمومية بين وحدتين من وحدات الأيونات المحصورة المتصلة ضوئيًا. احتوت كل وحدة على كيوبتات شبكية ودائرية مخصصة، وكانت المسافة بينهما حوالي مترين. حقق الفريق نقلًا كموميًا حتميًا لبوابة Z المتحكم بها بين كيوبتين دائريتين موجودتين في وحدتين منفصلتين، بدقة بلغت 86%. كما مثّلت هذه التجربة أول تطبيق لخوارزمية كمومية موزعة تتألف من بوابات ثنائية الكيوبت غير محلية متعددة، وتحديدًا خوارزمية بحث غروفر ، والتي نُفذت بنسبة نجاح بلغت 71%. مثّلت هذه التطورات تقدمًا كبيرًا نحو الحوسبة الكمومية القابلة للتوسع وتطوير إنترنت كمومي. [ 41 ]
كما تم عرض بوابة CNOT حتمية يتم نقلها عن بعد بين سجلات كيوبت صلبة بعيدة تعتمد على مراكز النيتروجين-الفراغ في الماس، مما يوسع نطاق عمليات البوابات الموزعة إلى منصة صلبة. [ 42 ]
حساب
في عام 2021، أعلن باحثون في معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية في ألمانيا عن أول نموذج أولي لبوابات المنطق الكمومي لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الموزعة. [ 43 ] [ 44 ]
أجهزة المودم الكمومية التجريبية
يحقق فريق بحثي في معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية في غارشينغ، ألمانيا، نجاحًا في نقل البيانات الكمومية من الكيوبتات المتحركة والمستقرة عبر مطابقة طيف الأشعة تحت الحمراء. يتطلب ذلك استخدام بلورة سيليكات الإيتريوم فائقة التبريد والمتطورة، حيث تُحصر ذرات الإربيوم داخلها في بيئة عاكسة لتحقيق مطابقة رنينية لأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء الموجودة في شبكات الألياف الضوئية. وقد أثبت الفريق بنجاح أن الجهاز يعمل دون فقدان للبيانات. [ 45 ]
الشبكات الكمومية المتنقلة
في عام 2021، أفاد باحثون في الصين بنجاح نقل الفوتونات المتشابكة بين طائرات بدون طيار ، تُستخدم كعُقد لتطوير شبكات الكم المتنقلة أو امتدادات الشبكات المرنة. وقد يكون هذا أول عمل يتم فيه إرسال جسيمات متشابكة بين جهازين متحركين. [ 46 ] [ 47 ] كما تم بحث تطبيق الاتصالات الكمومية لتحسين شبكات الجيل السادس (6G) من أجل الكشف المشترك ونقل البيانات باستخدام التشابك الكمومي ، [ 48 ] [ 49 ] حيث توجد مزايا محتملة مثل الأمان وكفاءة الطاقة. [ 50 ]
شبكات توزيع المفاتيح الكمومية
تم نشر العديد من الشبكات التجريبية المصممة خصيصًا لتوزيع المفاتيح الكمومية، إما على مسافات قصيرة (مع ربط العديد من المستخدمين)، أو على مسافات أطول بالاعتماد على مُكرِّرات موثوقة. ولا تسمح هذه الشبكات حتى الآن بنقل الكيوبتات من طرف إلى طرف ، أو بإنشاء التشابك الكمومي من طرف إلى طرف بين عُقد بعيدة.
| الشبكة الكمومية | يبدأ | BB84 | BBM92 | E91 | DPS | بقرة |
|---|---|---|---|---|---|---|
| شبكة داربا الكمومية | 2001 | نعم | لا | لا | لا | لا |
| شبكة SECOCQ QKD في فيينا | 2003 | نعم | نعم | لا | لا | نعم |
| شبكة طوكيو لتوزيع المفاتيح الكمومية | 2009 | نعم | نعم | لا | نعم | لا |
| الشبكة الهرمية في ووهو، الصين | 2009 | نعم | لا | لا | لا | لا |
| شبكة منطقة جنيف (SwissQuantum) | 2010 | نعم | لا | لا | لا | نعم |
- شبكة داربا الكمومية
- بدأت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية برعاية مشروع تطوير شبكة كمومية بهدف تطبيق اتصالات آمنة. دخلت شبكة DARPA الكمومية حيز التشغيل داخل مختبر تقنيات الشبكات البيولوجية الكبيرة (BBN Technologies) في أواخر عام 2003، وتم توسيعها في عام 2004 لتشمل عقدًا في جامعتي هارفارد وبوسطن. تتكون الشبكة من طبقات فيزيائية متعددة، بما في ذلك الألياف الضوئية التي تدعم الليزر المعدل الطور والفوتونات المتشابكة، بالإضافة إلى روابط الفضاء الحر. [ 51 ] [ 52 ]
- شبكة SECOQC Vienna QKD
- في الفترة من عام 2003 إلى عام 2008، طوّر مشروع الاتصالات الآمنة القائمة على التشفير الكمومي (SECOQC) شبكة تعاونية بين عدد من المؤسسات الأوروبية. وتعتمد بنية المشروع على بنية مُكرِّر موثوقة، تتألف من روابط كمومية مباشرة بين الأجهزة، حيث يتم تحقيق الاتصال لمسافات طويلة باستخدام مُكرِّرات. [ 53 ]
- الشبكة الهرمية الصينية
- في مايو 2009، تم عرض شبكة كمومية هرمية في ووهو، الصين. تتكون هذه الشبكة الهرمية من شبكة أساسية تضم أربع عقد تربط عددًا من الشبكات الفرعية. وترتبط العقد الأساسية عبر موجه كمومي مزود بمفاتيح ضوئية. كما ترتبط العقد داخل كل شبكة فرعية عبر مفتاح ضوئي، وترتبط بدورها بالشبكة الأساسية عبر مرحل موثوق. [ 54 ]
- شبكة منطقة جنيف (SwissQuantum)
- ربطت شبكة SwissQuantum، التي طُوّرت واختُبرت بين عامي 2009 و2011، مرافقَ CERN بجامعة جنيف ومعهد hepia في جنيف. ركّز برنامج SwissQuantum على نقل التقنيات المطوّرة في SECOQC وغيرها من شبكات أبحاث الكم إلى بيئة إنتاجية، ولا سيما التكامل مع شبكات الاتصالات القائمة، وموثوقيتها وقوتها. [ 55 ]
- شبكة طوكيو لتوزيع المفاتيح الكمومية
- في عام ٢٠١٠، أنشأت عدة منظمات من اليابان والاتحاد الأوروبي شبكة طوكيو لتوزيع المفاتيح الكمومية (QKD) واختبرتها. اعتمدت شبكة طوكيو على تقنيات توزيع المفاتيح الكمومية الحالية، وتبنت بنية شبكية مشابهة لـ SECOQC. ولأول مرة، تم تطبيق تشفير المفتاح لمرة واحدة بمعدلات بيانات عالية بما يكفي لدعم تطبيقات المستخدم النهائي الشائعة، مثل مؤتمرات الصوت والفيديو الآمنة. عادةً ما كانت شبكات توزيع المفاتيح الكمومية واسعة النطاق السابقة تستخدم خوارزميات التشفير التقليدية، مثل AES، لنقل البيانات بمعدلات عالية، وتستخدم المفاتيح المشتقة من الحوسبة الكمومية لنقل البيانات بمعدلات منخفضة أو لإعادة إنشاء مفاتيح خوارزميات التشفير التقليدية بشكل دوري. [ ٥٦ ]
- خط بكين-شنغهاي الرئيسي
- في سبتمبر/أيلول 2017، تم افتتاح شبكة توزيع مفاتيح الكمّية التي يبلغ طولها 2000 كيلومتر بين بكين وشنغهاي في الصين. وسيعمل هذا الخط الرئيسي كعمود فقري يربط شبكات الكمّية في بكين وشنغهاي وجينان في مقاطعة شاندونغ وخفي في مقاطعة آنهوي. وخلال حفل الافتتاح، أنجز موظفان من بنك الاتصالات معاملة مالية من شنغهاي إلى بكين باستخدام الشبكة. كما تعمل شركة شبكة الدولة الصينية على تطوير تطبيق لإدارة هذا الربط. [ 57 ] ويستخدم الخط 32 عقدة موثوقة كمكررات. [ 58 ] كما تم تشغيل شبكة اتصالات كمّية في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي بوسط الصين، والتي سيتم ربطها بالخط الرئيسي. ومن المخطط إنشاء شبكات كمّية مماثلة في مدن أخرى على طول نهر اليانغتسي. [ 59 ]
- في عام 2021، أفاد باحثون يعملون على هذه الشبكة من الشبكات أنهم جمعوا أكثر من 700 ليف بصري مع وصلتين أرضيتين-قمر صناعيتين بتقنية توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) باستخدام بنية ترحيل موثوقة، ليصل إجمالي المسافة بين العقد إلى حوالي 4600 كيلومتر، مما يجعلها أكبر شبكة اتصالات كمومية متكاملة على وجه الأرض. [ 60 ] [ 61 ]
- آي كيو نت
- تأسست شركة IQNET (الشبكات والتقنيات الكمومية الذكية) عام 2017 من قِبل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) وشركة AT&T . ويتعاون الطرفان مع مختبر فيرمي الوطني للمسرعات ومختبر الدفع النفاث . [ 62 ] في ديسمبر 2020، نشرت IQNET بحثًا في مجلة PRX Quantum يُفيد بنجاح نقل كيوبتات زمنية عبر 44 كيلومترًا من الألياف الضوئية . [ 63 ] ولأول مرة، يتضمن البحث المنشور نموذجًا نظريًا للإعداد التجريبي . وقد استُخدمت شبكتا كالتك الكمومية وفيرميلاب الكمومية كمنصتي اختبار لإجراء القياسات. يُمثل هذا البحث خطوةً هامةً نحو إنشاء إنترنت كمومي مستقبلي، من شأنه أن يُحدث ثورةً في مجالات الاتصالات الآمنة ، وتخزين البيانات، والاستشعار الدقيق، والحوسبة. [ 64 ]
جهود ما قبل التقييس
لم يتم توحيد معايير الشبكات الكمومية بعد، ولكن العديد من منظمات وضع المعايير (SDOs) تبذل جهوداً تمهيدية للتوحيد القياسي.
تأسست مجموعة أبحاث الإنترنت الكمومي [ 65 ] (QIRG) التابعة لـ IRTF في نوفمبر 2018. وقد نشرت المجموعة حتى الآن وثيقتين من وثائق طلب التعليقات (RFCs ). تأسست المجموعة لدراسة القضايا التي تتطلب خبرة من مجتمع الإنترنت، بما في ذلك التوجيه وإدارة الموارد والأمن وواجهات برمجة التطبيقات (APIs).
تم تأسيس مجموعة التركيز التابعة للاتحاد الدولي للاتصالات بشأن تكنولوجيا المعلومات الكمومية للشبكات (FG-QIT4N) [ 66 ] في سبتمبر 2019 لدراسة التطور والتطبيقات والمصطلحات وحالات الاستخدام للشبكات الكمومية.
وعلى نطاق أوسع، لدى جمعية معايير IEEE مجموعة من المشاريع المتعلقة بتقنية المعلومات الكمومية، والتي يتناول بعضها الشبكات الكمومية. [ 67 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 كيمبل، إتش جيه (19 يونيو 2008). "الإنترنت الكمومي". مجلة نيتشر . 453 (7198): 1023-1030 . arXiv : 0806.4195 . Bibcode : 2008Natur.453.1023K . doi : 10.1038 / nature07127 . ISSN 0028-0836 . PMID 18563153. S2CID 4404773 .
- ↑ كاليفي، مارسيلو؛ كاتشابوتي، أنجيلا سارة ؛ بيانكي، جوزيبي (5 سبتمبر 2018). الإنترنت الكمومي: من الاتصالات إلى الحوسبة الموزعة! وقائع مؤتمر NANOCOM '18، المؤتمر الدولي الخامس لجمعية ACM حول الحوسبة والاتصالات على المستوى النانوي. ريكيافيك، أيسلندا: ACM. arXiv : 1805.04360 . doi : 10.1145/3233188.3233224 .
- ↑ "الإنترنت الكمومي سيذهلك. إليك كيف سيبدو" . مجلة ديسكفر . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أكتوبر 2020 .
- ↑ بيدنولت، إدوين؛ غانيلز، جون أ.؛ نانسيني، جياكومو؛ حوريش، ليور؛ ماجيرلين، توماس؛ سولومونيك، إدغار؛ ويسنيف، روبرت (16-10-2017). "كسر حاجز 49 كيوبت في محاكاة الدوائر الكمومية". arXiv : 1710.05867 [ quant-ph ].
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 فان ميتر، رودني (2014). الشبكات الكمومية . هوبوكين: وايلي. ص 127-196 . ISBN 978-1-118-64892-6. OCLC 879947342 .
- ↑ كريمر، ج.؛ كالب، ن.؛ رول، م.أ.؛ هينسن، ب.؛ بلوك، م.س.؛ ماركهام، م.؛ تويتشن، د.ج.؛ هانسون، ر.؛ تامينيو، ت.هـ. (2016-05-05). "تصحيح الأخطاء الكمومية المتكرر على كيوبت مشفر باستمرار بواسطة التغذية الراجعة في الوقت الحقيقي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 11526. arXiv : 1508.01388 . Bibcode : 2016NatCo...711526C . doi : 10.1038/ncomms11526 . PMC 4858808. PMID 27146630 .
- ^ هنسن، ب. بيرنين، ه.؛ دريو، الإمارات العربية المتحدة؛ ريزرير، أ. كالب، ن.؛ بلوك، مس. روتنبرغ، J .؛ فيرمولين، رفل. شوتن، RN (2015/10/29). “انتهاك عدم المساواة في الجرس الخالي من الثغرات باستخدام دوران الإلكترون مفصولاً بـ 1.3 كيلومتر”. طبيعة . 526 (7575): 682–686 . أرخايف : 1508.05949 . بيب كود : 2015Natur.526..682H . دوى : 10.1038 / طبيعة 15759 . ISSN 0028-0836 . بميد 26503041 . S2CID 205246446 .
- ↑ بومبيلي، م.؛ هيرمانز، س.ل.ن.؛ باير، س.؛ بيوكيرز، هـ.ك.س.؛ همفريز، ب.س.؛ شوتين، ر.ن.؛ فيرمولين، ر.ف.ل.؛ تيجلمان، م.ج.؛ دوس سانتوس مارتينز، ل.؛ ديركس، ب.؛ وينر، س.؛ هانسون، ر. (16 أبريل 2021). "تحقيق شبكة كمومية متعددة العقد من الكيوبتات الصلبة عن بُعد". مجلة ساينس . 372 (6539): 259-264 . arXiv : 2102.04471 . Bibcode : 2021Sci...372..259P . doi : 10.1126/science.abg1919 . PMID: 33859028. S2CID : 231855580 .
- ^ بفاف، وولفجانج. هنسن، باس؛ بيرنين، هانس. فان دام، سوزان ب. بلوك، ماشيل S.؛ تامينو، تيم هـ؛ تيجلمان، مارين J.؛ شوتن، ريموند ن.؛ ماركهام ، ماثيو (2014/08/01). “الانتقال الآني الكمي غير المشروط بين وحدات البت الصلبة البعيدة”. علوم . 345 (6196): 532-535 . أرخايف : 1404.4369 . بيب كود : 2014Sci...345..532P . دوى : 10.1126/science.1253512 . ISSN 0036-8075 . بميد 25082696 . S2CID 2190249 .
- ↑ إنليك، الرابع؛ كروكر، سي؛ ليختمان، إم؛ سوسنوفا، ك؛ مونرو، سي. (23-06-2017). "عقدة أيون محصورة متعددة الأنواع للشبكات الكمومية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 118 (25) 250502. arXiv : 1702.01062 . Bibcode : 2017PhRvL.118y0502I . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.250502 . PMID 28696766. S2CID 44046802 .
- ↑ بيليزاري، ت؛ غاردينر، س.أ؛ سيراك، ج.إ؛ زولر، ب (1995)، "فك الترابط، والملاحظة المستمرة، والحوسبة الكمومية: نموذج QED تجويفي" ، رسائل المراجعة الفيزيائية ، 75 (21): 3788-3791 ، Bibcode : 1995PhRvL..75.3788P ، doi : 10.1103/physrevlett.75.3788 ، PMID 10059732
- ↑ ريتر، ستيفان؛ نوليكه، كريستيان؛ هان، كارولين؛ رايزرر، أندرياس؛ نويزنر، أندرياس؛ أوفوف، مانويل؛ مويكه، مارتن؛ فيغيروا، إيدن؛ بوخمان، يورغ؛ ريمبي، غيرهارد (2012)، "شبكة كمومية أولية من ذرات مفردة في تجاويف بصرية"، مجلة نيتشر ، 484 (7393): 195-200 ، arXiv : 1202.5955 ، Bibcode : 2012Natur.484..195R ، doi : 10.1038/nature11023 ، PMID 22498625 ، S2CID 205228562
- ↑ جيسون، نيكولاس؛ ريبوردي، غريغوار؛ تيتل، فولفغانغ؛ زبيندن، هوغو (2002)، "التشفير الكمي"، مراجعات الفيزياء الحديثة ، 74 (1): 145، arXiv : quant-ph/0101098 ، Bibcode : 2002RvMP...74..145G ، doi : 10.1103/revmodphys.74.145 ، S2CID 6979295
- ↑ ييركا، بوب (13 فبراير 2020). " ذكريات كمومية متشابكة عبر كابل بطول 50 كيلومترًا" . مجلة نيتشر . 578 (7794): 240-245 . arXiv : 1903.11284 . doi : 10.1038/s41586-020-1976-7 . PMID 32051600. S2CID 211089074 .
- ↑ هيوز، ريتشارد جيه؛ نوردولت، جين إي ؛ ديركاس، ديريك؛ بيترسون، تشارلز جي (2002)، "التوزيع العملي للمفاتيح الكمومية في الفضاء الحر على مسافة 10 كيلومترات في وضح النهار وفي الليل"، المجلة الجديدة للفيزياء ، 4 (1): 43، arXiv : quant-ph/0206092 ، Bibcode : 2002NJPh....4...43H ، doi : 10.1088/1367-2630/4/1/343 ، S2CID 119468993
- ^ يين، خوان؛ تساو، يوان؛ لي، يو هواي؛ لياو، شنغ كاي؛ تشانغ، ليانغ. رن، جي جانج؛ كاي، ون تشي؛ ليو، وي يو؛ لي بو (2017/07/05). “توزيع التشابك عبر الأقمار الصناعية على مسافة تزيد عن 1200 كيلومتر”. علوم . 356 (2017): 1140–1144 . أرخايف : 1707.01339 . بيب كود : 2017arXiv170701339Y . دوى : 10.1126/science.aan3211 . بميد 28619937 . S2CID 5206894 .
- ^ كالديرارو، لوكا. أغنيسي، كوستانتينو؛ ديكوال، دانييلي؛ فيدوفاتو، فرانشيسكو؛ شيافون، ماتيو؛ سانتاماتو، ألبرتو؛ لوسيري، فينسينزا؛ بيانكو، جوزيبي؛ فالوني، جوزيبي؛ فيلوريسي، باولو (2019). “نحو اتصال كمي من النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية”. علوم وتكنولوجيا الكم . 4 (1): 015012. أرخايف : 1804.05022 . بيب كود : 2019QS & T....4a5012C . دوى : 10.1088/2058-9565/aaefd4 . S2CID 55395441 .
- ↑ روزينمان، جورجي غاري؛ كوندو، نيل كانث؛ ليو، رويكي؛ تشانغ، ليي؛ ماسلينيكوف، ألونا؛ ريتشيس، يوفال؛ يوم، هيونغ يول (2023). "الإنترنت الكمومي: تضافر تقنيات المعلومات الكمومية وشبكات الجيل السادس" . مجلة الاتصالات الكمومية التابعة لمعهد الهندسة والتكنولوجيا . 4 (1): 147-166 . doi : 10.1049/qtc2.12069 .
- ^ بوميستر، ديك؛ بان، جيان وي؛ ماتل، كلاوس. إيبل، مانفريد. وينفورتر، هارالد. زيلينجر ، أنطون (1997)، “النقل التجريبي الكمي”، طبيعة ، 390 (6660): 575–579 ، أرخايف : 1901.11004 ، بيب كود : 1997Natur.390..575B ، دوى : 10.1038/37539 ، S2CID 4422887
- ↑ سانجوارد، نيكولاس؛ سيمون، كريستوف؛ دي ريدماتن، هيوز؛ جيسين، نيكولاس (2011)، "مكررات كمومية قائمة على مجموعات ذرية وبصريات خطية"، مراجعات الفيزياء الحديثة ، 83 (1): 33-80 ، arXiv : 0906.2699 ، Bibcode : 2011RvMP...83...33S ، doi : 10.1103/revmodphys.83.33 ، S2CID 118407183
- ↑ كروتيانسكي، ف.؛ كانتيري، م.؛ ميرانر، م.؛ بيت، ج.؛ كرمارسكي، ف.؛ شوب، ج.؛ سانجوارد، ن.؛ لانيون، ب.ب. (22-05-2023). "عقدة مُكرِّر كمومي لطول موجة الاتصالات تعتمد على معالج أيوني محصور" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 130 (21) 213601. arXiv : 2210.05418 . Bibcode : 2023PhRvL.130u3601K . doi : 10.1103/ PhysRevLett.130.213601 . ISSN 0031-9007 . PMID 37295084. S2CID 252816066 .
- ↑ نون، جوشوا (24-05-2017). "وجهة نظر: أساس متين لمكرر كمي" . الفيزياء . 10 : 55. Bibcode : 2017PhyOJ..10...55N . doi : 10.1103/physics.10.55 .
- ↑ موراليداران، سريرامان؛ لي، لينشو؛ كيم، جونغسانغ؛ لوتكينهاوس، نوربرت؛ لوكين، ميخائيل؛ جيانغ، ليانغ (2016)، "بنى مثالية للاتصالات الكمومية بعيدة المدى"، التقارير العلمية ، 6 20463، نيتشر، Bibcode : 2016NatSR...620463M ، doi : 10.1038/srep20463 ، PMC 4753438 ، PMID 26876670
- ↑ كالب، نوربرت؛ رايزرر، أندرياس أ.؛ همفريز، بيتر س.؛ بايكرمانز، جاكوب جيه دبليو؛ كامرلينغ، ستين جيه.؛ نيكرسون، نعومي هـ.؛ بنجامين، سيمون س.؛ تويتشن، دانيال جيه.؛ ماركهام، ماثيو (2017-06-02). "تقطير التشابك بين عقد الشبكة الكمومية الصلبة". مجلة ساينس . 356 (6341): 928-932 . arXiv : 1703.03244 . Bibcode : 2017Sci...356..928K . doi : 10.1126/science.aan0070 . ISSN 0036-8075 . PMID 28572386. S2CID 206658460 .
- ↑ ساساكي، ماساهيدي (2017). "الشبكات الكمومية: إلى أين يجب أن نتجه؟" . العلوم والتكنولوجيا الكمومية . 2 (2): 020501. Bibcode : 2017QS & T....2b0501S . doi : 10.1088/2058-9565/aa6994 . ISSN 2058-9565 .
- ↑ تاجيما، أ؛ كوندوه، ت؛ فوجيوارا، م؛ يوشينو، ك؛ إيزوكا، هـ؛ ساكاموتو، ت؛ توميتا، أ؛ شيمامورا، إ؛ أسامي، س؛ ساساكي، م (2017). "شبكة توزيع المفاتيح الكمومية لتطبيقات متعددة". علوم وتكنولوجيا الكم . 2 (3): 034003. Bibcode : 2017QS & T....2c4003T . doi : 10.1088/2058-9565/aa7154 . ISSN 2058-9565 . S2CID 57545550 .
- ^ كومار، ص. كيسلر، م. بيشوف، م.؛ جيانغ، L.؛ سورنسن، AS. أيها ج. لوكين، دكتوراه في الطب (2014/06/15). “شبكة كمومية من الساعات”. فيزياء الطبيعة . 10 (8): 582– 587. أرخايف : 1310.6045 . بيب كود : 2014NatPh..10..582K . دوى : 10.1038 / nphys3000 . ردمك 1745-2481 . S2CID 16355907 .
- ↑ غوتسمان، دانيال؛ جينوين، توماس؛ كروك، سارة (16 أغسطس/آب 2012). "تلسكوبات ذات خط أساس أطول باستخدام مُكرِّرات كمومية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 109 (7) 070503. arXiv : 1107.2939 . Bibcode : 2012PhRvL.109g0503G . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.070503 . ISSN 0031-9007 . PMID 23006349. S2CID 20073853 .
- ↑ خبيبولين، إت. بوريغارد، J .؛ دي جريف، ك.؛ لوكين، دكتوراه في الطب (2019). “صفائف التلسكوب بمساعدة الكم”. المراجعة البدنية أ . 100 (2) 022316. أرخايف : 1809.03396 . بيب كود : 2019PhRvA.100b2316K . دوى : 10.1103/PhysRevA.100.022316 .
- ↑ مالاني، روبرت (2016). "السيارة الكمومية". رسائل الاتصالات اللاسلكية IEEE . 5 (6): 624-627 . arXiv : 1512.03521 . Bibcode : 2016IWCL....5..624M . doi : 10.1109/LWC.2016.2607740 . hdl : 1959.4/unsworks_57522 . S2CID 2483729 .
- ↑ بورمان، هاري؛ نيشانث، تشاندرا؛ فير، سيرج؛ ران، جيليس؛ فيبول، جويال؛ أوستروفسكي، رافائيل؛ شافنر، كريستيان (2014). "التشفير الكمي القائم على الموضع: الاستحالة والإنشاءات" . SIAM . 43 : 150-178 . arXiv : 1009.2490 . doi : 10.1137/130913687 .
- ↑ برودبنت، آن؛ فيتزسيمونز، جوزيف؛ كاشفي، إلهام (2009-2010). "الحوسبة الكمومية العمياء الشاملة". المؤتمر السنوي الخمسون لمؤسسة مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول أسس علوم الحاسوب ، 2009. الصفحات 517-526 . arXiv : 0807.4154 . doi : 10.1109/FOCS.2009.36 . hdl : 20.500.11820/11ca3f3d-e712-466a-a16d-74088b2675fa . ISBN 978-1-4244-5116-6. S2CID 650251 .
- ↑ ماستوراكيس، نيكوس إي. الشبكات والحوسبة الكمومية . دار نشر نوفا ساينس، 2012.
- 1 2 3 أنانثاسوامي، أنيل (أغسطس 2019). "الإنترنت الكمومي آخذ في الظهور، تجربة تلو الأخرى" . مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أكتوبر 2020 .
- ↑ ليبرينس-رينجيه، دافني. "ما هو الإنترنت الكمومي؟ كل ما تحتاج لمعرفته حول مستقبل الشبكات الكمومية الغريب" . زد نت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أكتوبر 2020 .
- ↑ "شبكة اتصالات متعددة المستخدمين تمهد الطريق نحو الإنترنت الكمومي" . عالم الفيزياء . 8 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أكتوبر 2020 .
- ^ جوشي، سيدارث كودورو؛ أكتاس، جيلان؛ فينجروفسكي، سورين؛ لونكاريتش، مارتن؛ نيومان، سيباستيان فيليب؛ ليو، بو؛ شيدل، توماس. لورنزو، غييرمو كوراس؛ ساميك، زيليكو؛ كلينج، لوران؛ تشيو، اليكس. رضوي، محسن؛ ستيبسيفيتش، ماريو؛ ريرتي، جون جي؛ أورسين ، روبرت (1 سبتمبر 2020). "شبكة اتصالات كمومية حضرية موثوقة وخالية من العقدة مكونة من ثمانية مستخدمين" . تقدم العلوم . 6 (36) eaba0959. أرخايف : 1907.08229 . بيب كود : 2020SciA....6..959J . دوى : 10.1126/sciadv.aba0959 . ISSN 2375-2548 . PMC 7467697. PMID 32917585 .
النصوص والصور متاحة بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 الدولي . - ↑ فارديلي، إنغريد (17 أغسطس 2022). "التشابك بين نظامي ذاكرة كمومية يفصل بينهما مسافة 12.5 كم" . Phys.org .
- ^ ميتز ، كيد (25/05/2022). ""الإنترنت الكمومي يقترب خطوة أخرى مع التقدم في نقل البيانات عن بُعد" . صحيفة نيويورك تايمز . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0362-4331 . تاريخ الاطلاع: 26 مايو 2022 .
- ↑ دانينغ، هايلي (17 أبريل 2024). "تم إنشاء اتصال حاسم لـ 'الإنترنت الكمومي' لأول مرة" .
- ↑ مين، د.؛ وآخرون . (5 فبراير 2025). "الحوسبة الكمومية الموزعة عبر وصلة شبكة بصرية" . نيتشر . 638 (8050): 383-388 . arXiv : 2407.00835 . Bibcode : 2025Natur.638..383M . doi : 10.1038/s41586-024-08404- x . PMC 11821536. PMID 39910308 .
- ↑ إيوليانو، م.؛ وآخرون (2026). "بوابات كمومية منقولة عن بعد بين سجلات كيوبت صلبة الحالة بعيدة". نيتشر كوميونيكيشنز . doi : 10.1038/s41467-026-72818-6 .
- ↑ "الأنظمة الكمومية تتعلم الحوسبة المشتركة" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2021 .
- ↑ دايس، سيفيرين؛ لانغنفيلد، ستيفان؛ ويلت، ستيفان؛ ديستانتي، إيمانويل؛ توماس، فيليب؛ هارتونغ، لوكاس؛ مورين، أوليفييه؛ ريمبي، جيرهارد (5 فبراير 2021). "بوابة منطقية كمومية بين وحدات شبكة كمومية متباعدة" . مجلة ساينس . 371 (6529): 614-617 . arXiv : 2103.13095 . Bibcode : 2021Sci...371..614D . doi : 10.1126/science.abe3150 . ISSN 0036-8075 . PMID 33542133. S2CID 231808141. تاريخ الاسترجاع: 7 مارس 2021 .
- ↑ جراح، كاتارينا (5 نوفمبر 2020). "علماء الفيزياء يطورون مودمًا فعالًا لإنترنت الكم المستقبلي" . Phys.org . تم الاطلاع عليه في 5 نوفمبر 2020 .
- ↑ "استخدام الطائرات بدون طيار لإنشاء شبكات كمومية محلية" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 فبراير 2021 .
- ^ ليو، هوا يينغ؛ تيان، شياو هوي؛ قو، تشانغشنغ؛ فان، بنغفي؛ ني، شين؛ يانغ، ران؛ تشانغ، جي نينغ؛ هو، مينغزي؛ قوه، جيان. تساو، شون؛ هو، شياو بنغ. تشاو، جانج؛ لو، يان تشينغ؛ قونغ، يان شياو؛ شيه، زيندا؛ تشو ، شي نينغ (15 يناير 2021). “توزيع التشابك البصري باستخدام الطائرات بدون طيار كعقد متنقلة” . رسائل المراجعة البدنية . 126 (2) 020503. بيب كود : 2021PhRvL.126b0503L . دوى : 10.1103/PhysRevLett.126.020503 . ISSN 0031-9007 . PMID 33512193. S2CID 231761406. تاريخ الاسترجاع: 12 فبراير 2021 .
- ↑ العامري، زهرة؛ دهدشتي، شهرام؛ الصفتي، كريم ح.؛ ليتفين، إيغور. مونار فاليسبير، بيري؛ نوتزل، جانيس؛ سيكافينيك ، سيمون (ديسمبر 2024). "المزايا الكمية لنقل البيانات في شبكات المستقبل: نظرة عامة" . شبكات الحاسوب . 254 110727. دوى : 10.1016/j.comnet.2024.110727 .
- ↑ شيهيمي، مهدي؛ سعد، وليد (2021-09-06). "تحسين معدل التشابك في شبكات الاتصالات الكمومية غير المتجانسة". المؤتمر الدولي السابع عشر لأنظمة الاتصالات اللاسلكية (ISWCS) لعام 2021. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). الصفحات 1-6 . arXiv : 2105.14507 . doi : 10.1109/ISWCS49558.2021.9562228 . ISBN 978-1-7281-7432-7.
- ↑ محيدات، فادي؛ دجاني، خليل؛ طوالبة، لؤي أ. (2022). "مخاوف أمنية تتعلق بتقنية شبكات الجيل الخامس/السادس للاتصالات الكمومية" . وقائع علوم الحاسوب . 203 : 32-40 . doi : 10.1016/j.procs.2022.07.007 .
- ↑ إليوت، تشيب (2002)، "بناء الشبكة الكمومية"، المجلة الجديدة للفيزياء ، 4 (1) 346: 46، رمز Bibcode : 2002NJPh....4...46E ، doi : 10.1088/1367-2630/4/1/346
- ↑ إليوت، تشيب؛ كولفين، ألكسندر؛ بيرسون، ديفيد؛ بيكالو، أوليكسي؛ شلافر، جون؛ ييه ، هنري (2005)، "الوضع الحالي لشبكة داربا الكمومية"، الدفاع والأمن ، الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات: 138-149
- ^ بيف ، مومتشيل. باتشر، كريستوف؛ أليوم، رومان؛ باريرو، كلاوديو؛ بودا، يناير؛ بوكسليتنر، دبليو؛ ديبويسشيرت، تييري؛ ديامانتي، إيليني؛ دياناتي، م؛ Dynes، JF (2009)، “The SECOQC quantum key Distribution Network in Vienna”، مجلة جديدة للفيزياء ، 11 (7) 075001، IOP Publishing، Bibcode : 2009NJPh...11g5001P ، دوى : 10.1088 / 1367-2630/11/7/075001
- ↑ شو، فانغشينغ؛ تشن وي. وانغ، شوانغ. يين، تشن تشيانغ؛ تشانغ، يانغ؛ ليو، يون؛ تشو، تشنغ؛ تشاو، ييبو؛ لي، هونغوي؛ ليو دونغ (2009)، “تجربة ميدانية على شبكة تشفير كمومية هرمية قوية”، نشرة العلوم الصينية ، 54 (17)، سبرينغر: 2991–2997 ، أرخايف : 0906.3576 ، بيب كود : 2009ChSBu..54.2991X ، دوى : 10.1007/s11434-009-0526-3 ، S2CID 118300112
- ↑ ستوكي، داميان؛ ليغري، ماثيو؛ بونتشو، ف؛ كلاوسن، ب؛ فيلبر، نادين؛ جيسين، نيكولاس؛ هينزن، ل؛ جونود، باسكال؛ ليتزيستورف، ج؛ مونبارون، باتريك (2011). "الأداء طويل الأمد لشبكة توزيع المفاتيح الكمومية SwissQuantum في بيئة ميدانية". مجلة الفيزياء الجديدة . 13 (12) 123001. دار نشر IOP. arXiv : 1203.4940 . Bibcode : 2011NJPh...13l3001S . doi : 10.1088/1367-2630/13/12/123001 . S2CID 54502793 .
- ↑ ساساكي، م؛ فوجيوارا، م؛ إيشيزوكا، هـ؛ كلاوس، و؛ واكوي، ك؛ تاكيوكا، م؛ ميكي، س؛ ياماشيتا، ت؛ وانغ، ز؛ تاناكا، أ (2011)، "اختبار ميداني لتوزيع المفاتيح الكمومية في شبكة طوكيو لتوزيع المفاتيح الكمومية"، مجلة أوبتكس إكسبرس ، 19 (11)، الجمعية البصرية الأمريكية: 10387-10409 ، arXiv : 1103.3566 ، Bibcode : 2011OExpr..1910387S ، doi : 10.1364/oe.19.010387 ، PMID 21643295 ، S2CID 593516
- ^ تشانغ ، تشيهاو (2017/09/30). "الارتباط الكمي بين بكين وشانغهاي هو "عصر جديد""" . صحيفة تشاينا ديلي.
- ↑ كورتلاند، راشيل (26 أكتوبر 2016). "وصلة الصين الكمومية بطول 2000 كيلومتر تكاد تكتمل" . مجلة IEEE Spectrum: أخبار التكنولوجيا والهندسة والعلوم.
- ↑ "تشغيل شبكات الاتصالات الكمومية في وسط الصين" . وكالة أنباء شينخوا. 31 أكتوبر 2017. مؤرشف من الأصل في 28 مارس 2018.
- ↑ "أول شبكة اتصالات كمومية متكاملة في العالم" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 فبراير 2021 .
- ^ تشن ، يو آو. تشانغ، تشيانغ. تشن، تنغ يون؛ كاي، ون تشي؛ لياو، شنغ كاي؛ تشانغ، يونيو؛ تشين، كاي؛ يين، خوان؛ رن، جي جانج؛ تشن تشو. هان، شنغ لونغ؛ يو، تشينغ؛ ليانغ، كين. تشو، فاي؛ يوان، شياو؛ تشاو، مي شنغ؛ وانغ، تيان يين؛ جيانغ شياو. تشانغ، ليانغ. ليو، وي يو؛ لي، يانغ؛ شين، تشى. تساو، يوان؛ لو، تشاو يانغ؛ شو، رونغ؛ وانغ، جيان يو؛ لي، لي؛ ليو، ناي لو؛ شو، فيهو؛ وانغ، شيانغ بن؛ بنغ، تشنغ تشى. بان ، جيان وي (يناير 2021). "شبكة اتصالات كمومية متكاملة فضاء-أرض يزيد طولها عن 4600 كيلومتر" . مجلة نيتشر . 589 (7841): 214–219 . رمز Bibcode : 2021Natur.589..214C . doi : 10.1038/s41586-020-03093-8 . ISSN 1476-4687 . PMID 33408416. S2CID 230812317. تاريخ الاسترجاع: 11 فبراير 2021 .
- ↑ "INQNET - بيان صحفي" . inqnet.caltech.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-12-2020 .
- ^ فاليفارثي، راجو. ديفيس، سامانثا الأول. بينيا، كريستيان؛ شيه، سي. لاوك، نيكولاي؛ نارفايز، لاوتارو؛ ألماراس، جايسون ب. باير، أندرو د.؛ جيم، يوون؛ حسين، معراج؛ اسكندر ، جورج (2020-12-04). "أنظمة النقل الآني نحو الإنترنت الكمومي" . بي آر إكس الكم . 1 (2) 020317. أرخايف : 2007.11157 . بيب كود : 2020PRXQ....1b0317V . دوى : 10.1103/PRXQuantum.1.020317 .
- ↑ "اختبار الإنترنت الكمومي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومختبر فيرميلاب" . معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . 14 ديسمبر 2020. تاريخ الاسترجاع: 26 ديسمبر 2020 .
- ↑ مجموعة أبحاث الإنترنت الكمومي "مجموعة أبحاث الإنترنت الكمومي (qirg)" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2025 .
- ↑ "مجموعة التركيز التابعة لقطاع تقييس الاتصالات في الاتحاد الدولي للاتصالات والمعنية بتقنية المعلومات الكمومية للشبكات (FG-QIT4N)" . الاتحاد الدولي للاتصالات . قطاع تقييس الاتصالات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2025 .
- ↑ "معايير ومشاريع IEEE للتقنيات الكمومية" . جمعية معايير IEEE . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2025 .
للمزيد من القراءة
- وينر، ستيفاني؛ إلكوس، ديفيد؛ هانسون، رونالد (2018). "الإنترنت الكمومي: رؤية للمستقبل". مجلة ساينس . 362 (6412) eaam9288. رمز Bibcode : 2018Sci...362.9288W . doi : 10.1126/science.aam9288 . PMID 30337383. S2CID 53018298 .
- رضوي، محسن (2018). مقدمة في شبكات الاتصالات الكمومية: أو، كيف نتواصل في العصر الكمومي؟ دار مورغان وكلايبول للنشر. رمز Bibcode : 2018iqcn.book.....R . doi : 10.1088/978-1-6817-4653-1 . ISBN 978-1-6817-4653-1.
- رود، بيتر ب. (2021). الإنترنت الكمومي: الثورة الكمومية الثانية . مطبعة جامعة كامبريدج. doi : 10.1017/9781108868815 . ISBN 978-1-108-86881-5. S2CID 239184623 .
- وي، شي-هاي؛ وآخرون (2022). "نحو شبكات كمومية واقعية: مراجعة". مجلة مراجعات الليزر والفوتونيات . 16 (3) 2100219. arXiv : 2201.04802 . Bibcode : 2022LPRv...1600219W . doi : 10.1002/lpor.202100219 . S2CID 245906136 .
- نوكالا، يوهانس؛ بيلو، يركي؛ بيانكوني، جينيسترا (2024). "الشبكات الكمومية المعقدة: مراجعة موضوعية". مجلة الفيزياء أ: الرياضية والنظرية . 57 (23). arXiv : 2311.16265 . Bibcode : 2024JPhA...57w3001N . doi : 10.1088/1751-8121/ad41a6 .
روابط خارجية
- https://web.archive.org/web/20090716121402/http://itvibe.com/news/2583/
- http://www.vnunet.com/vnunet/news/2125164/first-quantum-computr-network-goes-online
- إليوت، تشيب (2004). "شبكة داربا الكمومية". arXiv : quant-ph/0412029 .
- http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/
- https://web.archive.org/web/20141229113448/http://www.ipod.org.uk/reality/reality_quantum_entanglement.asp
- تطبيقات ميكانيكا الكم
- التشفير الكمي
