در نگاه اول، شاید اینترنت کوانتومی موضوعی علمی تخیلی به رویت برسد؛ اما ساخت شبکه های کوانتومی یکی از بلندپروازی های مهم بسیاری از کشورهای جهان است. اخیرا وزارت دفاع ایالات متحده (DoE) استراتژی گام به دامنه خویشتن را بخاطر شکل پذیری رؤیای اینترنتی کوانتومی درون چند سال آینده رونمایی کرد. ایالات متحده به همراه اتحادیه ی اروپا و چروک به خشکی امدن سر توسعه ی ارتباطات کوانتومی هم چشمی می کنند. حال این سؤال مطرح می شود: اینترنت کوانتومی دقیقا چیست؟ چگونه فقره می کند؟ چه اهدافی خواهد داشت؟اینترنت کوانتومی چیست؟
اینترنت کوانتومی شبکه ای است که امکان مبادله ی اطلاعات بین وسیله های کوانتومی را با استفاده از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی حاضر می یواش. ازنظر تئوری، اینترنت کوانتومی به قابلیت های بی سابقه ای دست خواهد یافت که امکان اجرای آن ها درون وب کنونی ناممکن است. درون دنیای کوانتومی، داده ها در شرایط کیوبیتی رمزنگاری می شوند. وضعیت های کیوبیتی را می توان در دستگاه های کوانتومی شبیه کامپیوتر یا پردازنده کوانتومی خلق کرد. بوسیله بیان ساده، اینترنت کوانتومی ارسال کیوبیت ها در شبکه ای متشکل از چند دستگاه کوانتومی است که ازنظر فیزیکی، افسون شده از یکدیگر هستند. کامل این ارتباطات به لطف خواص عجیب و انحصار بوسیله بی مانند وضعیت های کوانتومی محقق می شوند.
در نگاه اول، شاید اینترنت کوانتومی مانند اینترنت استاندارد به نظر برسد؛ ولی ارسال کیوبیت ها داخل کانالی کوانتومی به جای کانالی کلاسیک به معنی بهبود رفتار بیت ها در مقیاس کوچک نم یا وضعیت های کوانتومی است. ناگفته نماند قوانین فیزیک کوانتومی که راه انتقال داده در اینترنت کوانتومی را تعریف می کنند، هنوز کاملا آشنا نیستند. درواقع، می قابلیت گفت کاملا غریبه و حتی گاهی ماوراءالطبیعه به نظر می رسند. بنابراین، بخاطر درک اکوسیستم کوانتومی اینترنت ۲/۰، بهتر است هرآنچه درباره ی محاسبات کلاسیک می دانید، فراموش کنید؛ زیرا که اینترنت کوانتومی چندان نمی تواند مرورگرهای وب دلخواه شما را تداعی کند.اطلاعات عوض شدنی با کوانتوم
به نعوظ خلاصه، نمی توان اطلاعات زیادی را با اینترنت کوانتومی عوض کرد. بخاطر مثال، حداقل برای چند دهه ی آینده نباید انتظار برگزاری جلسات Zoom کوانتومی را داشته باشید. کیوبیت ها در مرکز ارتباطات کوانتومی فراغت دارند و از قوانین بنیادی مکانیک کوانتوم استفاده می کنند و رفتار آن ها با بیت های کلاسیک متجاوز متفاوت است.
بیت کلاسیک برای رمزنگاری داده ها، تنها تو یکی از دو حالت استراحت می گیرد. متین مانند کلید لامپ می تواند معقول یا محسوس و زنده خواه مرده و صفر یا یک باشد؛ اما کیوبیت ها اقدام متفاوتی دارند. درصورت برقرای شرایط ویژه، کیوبیت ها می توانند غم زمان در دو حالت صفر و یک استراحت بگیرند. چنین وضعیتی داخل دنیای کلاسیک وجود ندارد.
برای اندازه گیری عملکرد کیوبیت، باید یک حالت را به آن نسبت داد و اینجا است که تناقض بوسیله حیات می آید. کمیت گیری کیوبیت باعث می شود از وضعیت دوگانه بیرون شود و قرص شبیه بیت کلاسیک داخل حالت صفر یا یک فراغت بگیرد. بوسیله این پدیده برهم نهی گفته می شود که یکی از هسته های واقعی مکانیک کوانتوم است. گفتنی است نمی نبوغ از کیوبیت ها برای ارجاع داده های آشنایی شبیه ایمیل یا پیام های واتساپ کاربرد کرد؛ اما رفتار نادیده کیوبیت ها فرصت های مغتنمی در مبنا های دیگر مهیا خواهد کرد.ارتباطات ایمن کوانتومی
یکی از تقسیم های عجیب مرتبط با کیوبیت ها امنیت است. درون ارتباطات کلاسیک، اغلب داده ها ازطریق توزیع کلیدی مشترک برای گیرنده و فرستنده و سپس استعمال از مفتاح مشترک برای رمزنگاری پیام مصون می شوند. سپس، گیرنده می تواند از کلید برای رمزگشایی داده ها استفاده کند. پناه اغلب ارتباطات کلاسیک کنونی برپایه ی الگوریتم تولید کلید است. دسترسی بوسیله این مفتاح بخاطر هکرها مشکل است؛ ولی ناممکن نیست؛ به همین دلیل، پژوهشگران بوسیله دنبال کوانتومی سازی ارتباطات هستند. این مفهوم در مرکز بنیان ی بی سابقه امنیت سایبری به نام توزیع کلید کوانتومی (QKD) فراغت دارد.
تو روش QKD، دو طرف کمی از داده های کلاسیک را با کلید کریپتوگرافی به کیوبیت ها رمزنگاری می کنند. فرستنده کیوبیت ها را برای شخص دیگری ارسال و گیرنده هم برای دستیابی به مقادیر کلید کیوبیت ها را معادل گیری می بطی ء. اندازه گیری باعث فروپاشی وضعیت کیوبیت می شود؛ اما قرائت کردن مقدار در فرایند پیمانه گیری اهمیت زیادی دارد؛ درنتیجه کیوبیت بخاطر انتقال مقدار مفتاح به کاربرده می شود.
از همه مهم تیز با QKD به راحتی می توان استراق سمع شخص سومین را در طول انتقال کشف کرد؛ بمنظور زیاد فقط با نگاه کردن بوسیله کیوبیت ها می تواند باعث فروپاشی آن ها شود. اگر هکر از هر نقطه ای به کیوبیت ها نگاه کند، وضعیت کیوبیت ها بوسیله صورت خودکار تحول می کند. بد ین ترتیب، ردپایی از استراق سمع جاسوس به جا می ماند؛ به همین دلیل، رمزنگارها معمولا QKD را روشی کاملا ایمن می دانند.
چرا اینترنت کوانتومی؟
فناوری QKD هنوز داخل آغاز راه است. درحال حاضر، گونه مد پیدایش QKD ارسال کیوبیت ها برای گیرنده ازطریق کابل های فیبر نوری در مسیری یک طرفه را محتوی می شود؛ اما این کابل ها کارایی پروتکل را بوسیله طور چشمگیری محدود می کنند. کیوبیت ها در کابل های فیبر نوری، گم یا پراکنده می شوند؛ درنتیجه، به شدت در معرض خطا راحتی می گیرند و برای خلال مسافت های طولانی دچار بغرنج می شوند. آزمایش های فعلی بوسیله مجموعه ای از صدها کیلومتر فیبر نوری محدود هستند. برای حل این مشکل باید واکنش کوانتومی دیگر به نام بی نظم تنیدگی بین دو دستگاه را گشایش داد.
وقتی دو کیوبیت با یکدیگر تعامل می کنند و درهم تنیده می شوند، خواص مشترکی معین می کنند که معمولا این خواص بوسیله یکدیگر وابسته هستند. وقتی کیوبیت ها در شرایط درهم تنیده استراحت دارند، هر تغییر در یکی از که ذرات به تغییر درون ذره ی دیگر منجر می شود؛ حتی اگر دو ذره ازنظر فیزیکی جدا از یکدیگر باشند. وضعیت کیوبیت اول را می قابلیت با بررسی رفتار همتای درهم تنیده ی آن قرائت کرد. آلبرت اینشتین بوسیله این حالت رفتار شبح وار می گوید. درزمینه ی ارتباطات کوانتومی، از درهم تنیدگی می قابلیت بخاطر ارسال اطلاعات از کیوبیتی به جفت ناجور تنیده ی آن استفاده کرد و دیگر به برقراری کانال فیزیکی بین مبدأ و مقصد نیازی محو.بی نظم تنیدگی چگونه کار می کند؟
طبق تعریف، تله پورت بوسیله معنی نبود همراهی شبکه ی فیزیکی بین مایه های ارتباطی است؛ اما برای تله پورت در منصب ی نخست بوسیله ایجاد و حفظ مختل تنیدگی نیاز است. برای حمل QKD ازطریق درهم تنیدگی، ایجاد زیرساختی کم ارزش برای حمل زوج کیوبیت های درهم تنیده و سپس توزیع آن ها بین فرستنده و گیرنده ضروری است. بدین ترتیب، کانال تله پورتی بخاطر مبادله ی کلیدهای رمزنگاری ایجاد می شود. پس از پیدایش کیوبیت های مختل تنیده، باید نیمی از زوج کیوبیت را بوسیله گیرنده ی مفتاح ارسال کنید. بخاطر مثال، کیوبیت مختل تنیده می تواند شبکه های فیبر نوری را طی کند؛ ولی این شبکه ها نمی توانند درهم تنیدگی را به وزن ی ۹۶ کیلومتر حفظ کنند.استراق سمع و هک در اینترنت کوانتومی ناممکن است
درهم تنیدگی کیوبیت ها را می نبوغ تو مسافت های دوردست ازطریق ماهواره حفظ کردن کرد؛ اما پوشش مایه های کوانتومی خارج از زمین پرهزینه است. هنوز برای تاسیس شبکه های تله پورت که بتوانند به سر ای مؤثر کیوبیت های بکلی گیتی را بوسیله یکدیگر وصل کنند، مشکلات متعددی پیش رو است. بااین حال با وجود شبکه ی ناجور تنیده، کامل این مشکلات حل خواهند شد؛ زیرا کیوبیت های درهم تنیده برای انتقال پیام به زیرساخت های فیزیکی نیازی نخواهند داشت.
در طول انتقال، کلید کوانتومی برای اشخاص سومین نامرئی خواهند ماند و استراق سمع از آن ناممکن می شود؛ درنتیجه، ارتباطی مصون از مبدأ به مقصد شکل می گیرد. چنین زیرساختی برای صنایع احساساتی مانند بانکداری یا خدمات درمانی یا ارتباطات فلکی کم قیمت است. همچنین، دولت ها که از داده ها محرمانه استفاده می کنند، از مقدماتی تطبیق دهندگان این فناوری خواهند بود.کاربردهای دیگر اینترنت کوانتومی
شاید بپرسید وقتی پژوهشگران می توانند سیاق های میسر تری برای بهبود شکل عادی QKD فاحش کنند، چه نیازی بوسیله مغشوش تنیدگی است. برای مثال، تکرارکنندگان کوانتومی می توانند مسافت های یدکی را پوشش دهند و غم به متلاطم تنیدگی کیوبیت ها نیازی ندارند. باوجوداین، درهم تنیدگی توان های زیادی دارد. QKD عزب یکی از شهید های متداول و یکی از اهداف اینترنت کوانتومی است. از شبکه های ناجور تنیده می توان به عنوان راهی امن برای ساخت سنبله های کوانتومی متشکل از کیوبیت های درهم تنیده استعمال کرد.
پژوهشگران برای اتصال بوسیله اینترنت کوانتومی بوسیله ابکی افزار کوانتومی ویژه ای نیازی ندارند. درواقع، عزب یک پردازنده ی تک کیوبیتی هم می تواند اتصال را معتمد کند؛ اما ازآنجاکه کامپیوترهای کوانتومی قابلیت های محدودی دارند، دانشمندان به قفا راهی برای تاسیس ابرکامپیوترهای کوانتومی هستند.
با اتصال تعداد زیادی از دستگاه های کوانتومی کوچک تر بوسیله یکدیگر، اینترنت کوانتومی می تواند مسائلی را محلول یواش که حلشان عزب با یک کامپیوتر کوانتومی ناممکن است. این روند سرعت تبادل داده های انبوه و اجرای آزمایش های عظیم بازیگر شناسی و اکتشافات ماده و علوم زیستی را افزایش خواهد رحم. به همین دلیل، قبل از آنکه غول های فناوری متشابه گوگل و IBM به چیرگی کوانتومی برسند، دانشمندان به ظهر پی بردن به مزایای بیشتری از این فناوری هستند. طبق تعریف برتری کوانتومی، کامپیوتر کوانتومی می تواند مسائلی را محلول نرم که محلول آن ها برای کامپیوترهای کلاسیک ناممکن یا مشکل است.
درحال حاضر، پیشرفته ترین کامپیوترهای کوانتومی گوگل و IBM با ۵۰ کیوبیت فعالیت می کنند. این میزان برای اجرای محاسبات و حل مسائل پژوهشی ناکافی است. افزون براین، اتصال چنین دستگاه هایی ازطریق درهم تنیدگی کوانتومی می تواند به سنبله هایی با هزاران کیوبیت منجر شود. برای بسیاری از دانشمندان، ساخت چنین کامپیوتر هایی هدف بازپسین پروژه ی اینترنت کوانتومی است.معایب اینترنت کوانتومی
شاید نتوان در آینده ای نزدیک از اینترنت کوانتومی برای معاوضه ی داده ها به طریق ی متعارف استفاده کرد. اینترنت کوانتومی درون مقیاس انبوه حداقل به چند دهه ترفیع فناوری نیاز دارد. با اینکه تعداد زیادی از دانشمندان رؤیای اینترنت کوانتومی را تو ضابطه می پرورانند، فعلا نمی توان آن را تو مقیاس انبوه توسعه داد.
بسیاری از استیناف های کنونی ارتباطات کوانتومی به خیز وجوی نیکوترین روش های رمزنگاری و فشرده سازی و انتقال معلومات ازطریق وضعیت های کوانتومی اختصاص یافته اند. حالت ها یا وضعیت های کوانتومی هم خاصیت های خارق العاده ای دارند و دانشمندان اطمینان دارند از یک چین می استعداد برای دام پورت حجم یدکی از داده ها استفاده کرد.
چه نوع اطلاعاتی را می توان با اینترنت کوانتومی ارسال کرد که شباهت زیادی به ایمیل یا اطلاعات مشابه ندارد؟ درواقع، هدف اصلی اینترنت کوانتومی جایگزین کردن اینترنت کلاسیک نیست؛ بلکه پژوهشگران امیدوار هستند اینترنت کوانتومی درکنار اینترنت کلاسیک برای اهداف خاص مصرف شود؛ در مقابل اینترنت کوانتومی می تواند وظایف را متجاوز نوک تیز برنده از اینترنت کلاسیک عمل دهد؛ وظایفی که اجرای آن ها حتی برای بهینه ابرکامپیوترهای کنونی اندوه دشوار است.آینده ی اینترنت کوانتومی
داخل وضعیت فعلی، دانشمندان متد متلاطم تنیدگی بین کیوبیت ها را می دانند و با موفقیت ناجور تنیدگی را بخاطر QKD بهبود داده اند. چروک یکی از سرمایه گذاران بلندمدت شبکه های کوانتومی است که رکورد درهم تنیدگی ماهواره ای را شکسته است. اخیرا، دانشمندان چینی قاهر شده اند متلاطم تنیدگی ایجاد کنند و به QKD تو مسافت بی سابقه ی ۱۲۰۰ کیلومتری دست یابند.
مرحله ی بعدی اضافه مقیاس زیرساخت ها است. کامل آزمایش هایی که تاکنون عمل شده اند، تنها به دو خال ی انتهایی ویژه یافته اند. دانشمندان پس از رسیدن به هدف ارتباطات عمه به نقطه، مشغول امر روی شبکه ای با چند فرستنده و چند گیرنده هستند که بتوانند ازطریق اینترنت کوانتومی در نمونه جهانی با یکدیگر ارتباط قرص کنند.
هدف اصلی دانشمندان یافتن اسلوب های عزیز برای تولید تعداد زیادی از کیوبیت های متلاطم تنیده در مسافت های دوردست و برقراری ربط هم زمان بین نقاط مختلف است. البته اجرای این ایده درون عمل بسیار دشوارتر است. برای مثال، به نیت حفظ مختل تنیدگی بین دستگاهی در چروک و دستگاهی داخل ایالات متحده بوسیله گره ای واسطه و پروتکل های مسیریابی جدید نیاز است.مقاله های مرتبط:اینترنت کوانتومی در متد استایالات متحده درصدد ترقی اینترنت کوانتومی است
همچنین در مناظره ایجاد درهم تنیدگی، هر کشور فناوری متفاوتی گزینش می کند. برای مثال، درحالی که چین فناوری ماهواره ای را انتخاب کرده است، فیبر نوری بخاطر وزارت دفاع ایالات متحده در اولویت فراغت دارد. وزارت دفاع این قلمرو به دنبال خلق شبکه ای از تکرارکننده های کوانتومی است که بتوانند مسافت های طولانی بین کیوبیت های مختل تنیده را پوشش دهند.
در ایالات متحده، بی نظم تنیدگی ذرات ازطریق فیبر نوری داخل «مجتمع ی کوانتومی» ۸۴ کیلومتری اطراف شیکاگو حفظ می شود. بخاطر این مسافت به تکرارکننده ی کوانتومی نیازی نیست و به زودی، این شبکه به یکی از آزمایشگاه های DoE وصل خواهد شد. درمقابل دیگر درون اروپا، اتحادیه ی اینترنت کوانتومی تو سال ۲۰۱۸ برای توسعه ی استراتژی اینترنت کوانتومی تشکیل شد و سال گذشته، به درهم تنیدگی برای مسافت ۵۰ کیلومتری دست یافت.
داخل منصب ی اول، کمال مطلوب واقعی و نهایی پژوهشگران کوانتومی توسعه ی مقیاس شبکه ها درون مقیاس ملی است و روزی این مقیاس بین المللی خواهد شد. تعداد زیادی از دانشمندان معتقدند این اتفاق بیش زودتر از چند دهه رخ خواهد داد. بدون شک، اینترنت کوانتومی پروژه ای بلندمدت با موانع فنی بیش است؛ اما خروجی های غیرمنتظره ای بی آرامی از این پروژه بوسیله مشت خواهند آمد که این سیر علمی را ارزشمند خواهند کرد. این پروژه با برنامه های بی حساب کوانتومی همراه خواهد شد که درحال حاضر، شاید نتوان آن ها را کنجکاو پیش دماغ کرد.بیشتر بخوانید:ادوبی فلش تا انتهای سال ۲۰۲۰ از مایکروسافت اج و اینترنت اکسپلورر حذف می شودخروج هواوی و ZTE از زیرساخت شبکه آمریکا ۱٫۸ میلیارد دلار هزینه درون بر داردT-Mobile به ۱۰ میلیون قوم آمریکایی اینترنت رایگان عرضه می دهدتراشه T750 مدیاتک برای روترها و هات اسپات های موبایلی معرفی شدآسیب پذیری خطرناک File Manager وردپرس هزاران وب سایت را متأثر می کند
اینترنت کوانتومی شبکه ای است که امکان مبادله ی اطلاعات بین وسیله های کوانتومی را با استفاده از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی حاضر می یواش. ازنظر تئوری، اینترنت کوانتومی به قابلیت های بی سابقه ای دست خواهد یافت که امکان اجرای آن ها درون وب کنونی ناممکن است. درون دنیای کوانتومی، داده ها در شرایط کیوبیتی رمزنگاری می شوند. وضعیت های کیوبیتی را می توان در دستگاه های کوانتومی شبیه کامپیوتر یا پردازنده کوانتومی خلق کرد. بوسیله بیان ساده، اینترنت کوانتومی ارسال کیوبیت ها در شبکه ای متشکل از چند دستگاه کوانتومی است که ازنظر فیزیکی، افسون شده از یکدیگر هستند. کامل این ارتباطات به لطف خواص عجیب و انحصار بوسیله بی مانند وضعیت های کوانتومی محقق می شوند.
در نگاه اول، شاید اینترنت کوانتومی مانند اینترنت استاندارد به نظر برسد؛ ولی ارسال کیوبیت ها داخل کانالی کوانتومی به جای کانالی کلاسیک به معنی بهبود رفتار بیت ها در مقیاس کوچک نم یا وضعیت های کوانتومی است. ناگفته نماند قوانین فیزیک کوانتومی که راه انتقال داده در اینترنت کوانتومی را تعریف می کنند، هنوز کاملا آشنا نیستند. درواقع، می قابلیت گفت کاملا غریبه و حتی گاهی ماوراءالطبیعه به نظر می رسند. بنابراین، بخاطر درک اکوسیستم کوانتومی اینترنت ۲/۰، بهتر است هرآنچه درباره ی محاسبات کلاسیک می دانید، فراموش کنید؛ زیرا که اینترنت کوانتومی چندان نمی تواند مرورگرهای وب دلخواه شما را تداعی کند.اطلاعات عوض شدنی با کوانتوم
به نعوظ خلاصه، نمی توان اطلاعات زیادی را با اینترنت کوانتومی عوض کرد. بخاطر مثال، حداقل برای چند دهه ی آینده نباید انتظار برگزاری جلسات Zoom کوانتومی را داشته باشید. کیوبیت ها در مرکز ارتباطات کوانتومی فراغت دارند و از قوانین بنیادی مکانیک کوانتوم استفاده می کنند و رفتار آن ها با بیت های کلاسیک متجاوز متفاوت است.
بیت کلاسیک برای رمزنگاری داده ها، تنها تو یکی از دو حالت استراحت می گیرد. متین مانند کلید لامپ می تواند معقول یا محسوس و زنده خواه مرده و صفر یا یک باشد؛ اما کیوبیت ها اقدام متفاوتی دارند. درصورت برقرای شرایط ویژه، کیوبیت ها می توانند غم زمان در دو حالت صفر و یک استراحت بگیرند. چنین وضعیتی داخل دنیای کلاسیک وجود ندارد.
برای اندازه گیری عملکرد کیوبیت، باید یک حالت را به آن نسبت داد و اینجا است که تناقض بوسیله حیات می آید. کمیت گیری کیوبیت باعث می شود از وضعیت دوگانه بیرون شود و قرص شبیه بیت کلاسیک داخل حالت صفر یا یک فراغت بگیرد. بوسیله این پدیده برهم نهی گفته می شود که یکی از هسته های واقعی مکانیک کوانتوم است. گفتنی است نمی نبوغ از کیوبیت ها برای ارجاع داده های آشنایی شبیه ایمیل یا پیام های واتساپ کاربرد کرد؛ اما رفتار نادیده کیوبیت ها فرصت های مغتنمی در مبنا های دیگر مهیا خواهد کرد.ارتباطات ایمن کوانتومی
یکی از تقسیم های عجیب مرتبط با کیوبیت ها امنیت است. درون ارتباطات کلاسیک، اغلب داده ها ازطریق توزیع کلیدی مشترک برای گیرنده و فرستنده و سپس استعمال از مفتاح مشترک برای رمزنگاری پیام مصون می شوند. سپس، گیرنده می تواند از کلید برای رمزگشایی داده ها استفاده کند. پناه اغلب ارتباطات کلاسیک کنونی برپایه ی الگوریتم تولید کلید است. دسترسی بوسیله این مفتاح بخاطر هکرها مشکل است؛ ولی ناممکن نیست؛ به همین دلیل، پژوهشگران بوسیله دنبال کوانتومی سازی ارتباطات هستند. این مفهوم در مرکز بنیان ی بی سابقه امنیت سایبری به نام توزیع کلید کوانتومی (QKD) فراغت دارد.
تو روش QKD، دو طرف کمی از داده های کلاسیک را با کلید کریپتوگرافی به کیوبیت ها رمزنگاری می کنند. فرستنده کیوبیت ها را برای شخص دیگری ارسال و گیرنده هم برای دستیابی به مقادیر کلید کیوبیت ها را معادل گیری می بطی ء. اندازه گیری باعث فروپاشی وضعیت کیوبیت می شود؛ اما قرائت کردن مقدار در فرایند پیمانه گیری اهمیت زیادی دارد؛ درنتیجه کیوبیت بخاطر انتقال مقدار مفتاح به کاربرده می شود.
از همه مهم تیز با QKD به راحتی می توان استراق سمع شخص سومین را در طول انتقال کشف کرد؛ بمنظور زیاد فقط با نگاه کردن بوسیله کیوبیت ها می تواند باعث فروپاشی آن ها شود. اگر هکر از هر نقطه ای به کیوبیت ها نگاه کند، وضعیت کیوبیت ها بوسیله صورت خودکار تحول می کند. بد ین ترتیب، ردپایی از استراق سمع جاسوس به جا می ماند؛ به همین دلیل، رمزنگارها معمولا QKD را روشی کاملا ایمن می دانند.
چرا اینترنت کوانتومی؟
فناوری QKD هنوز داخل آغاز راه است. درحال حاضر، گونه مد پیدایش QKD ارسال کیوبیت ها برای گیرنده ازطریق کابل های فیبر نوری در مسیری یک طرفه را محتوی می شود؛ اما این کابل ها کارایی پروتکل را بوسیله طور چشمگیری محدود می کنند. کیوبیت ها در کابل های فیبر نوری، گم یا پراکنده می شوند؛ درنتیجه، به شدت در معرض خطا راحتی می گیرند و برای خلال مسافت های طولانی دچار بغرنج می شوند. آزمایش های فعلی بوسیله مجموعه ای از صدها کیلومتر فیبر نوری محدود هستند. برای حل این مشکل باید واکنش کوانتومی دیگر به نام بی نظم تنیدگی بین دو دستگاه را گشایش داد.
وقتی دو کیوبیت با یکدیگر تعامل می کنند و درهم تنیده می شوند، خواص مشترکی معین می کنند که معمولا این خواص بوسیله یکدیگر وابسته هستند. وقتی کیوبیت ها در شرایط درهم تنیده استراحت دارند، هر تغییر در یکی از که ذرات به تغییر درون ذره ی دیگر منجر می شود؛ حتی اگر دو ذره ازنظر فیزیکی جدا از یکدیگر باشند. وضعیت کیوبیت اول را می قابلیت با بررسی رفتار همتای درهم تنیده ی آن قرائت کرد. آلبرت اینشتین بوسیله این حالت رفتار شبح وار می گوید. درزمینه ی ارتباطات کوانتومی، از درهم تنیدگی می قابلیت بخاطر ارسال اطلاعات از کیوبیتی به جفت ناجور تنیده ی آن استفاده کرد و دیگر به برقراری کانال فیزیکی بین مبدأ و مقصد نیازی محو.بی نظم تنیدگی چگونه کار می کند؟
طبق تعریف، تله پورت بوسیله معنی نبود همراهی شبکه ی فیزیکی بین مایه های ارتباطی است؛ اما برای تله پورت در منصب ی نخست بوسیله ایجاد و حفظ مختل تنیدگی نیاز است. برای حمل QKD ازطریق درهم تنیدگی، ایجاد زیرساختی کم ارزش برای حمل زوج کیوبیت های درهم تنیده و سپس توزیع آن ها بین فرستنده و گیرنده ضروری است. بدین ترتیب، کانال تله پورتی بخاطر مبادله ی کلیدهای رمزنگاری ایجاد می شود. پس از پیدایش کیوبیت های مختل تنیده، باید نیمی از زوج کیوبیت را بوسیله گیرنده ی مفتاح ارسال کنید. بخاطر مثال، کیوبیت مختل تنیده می تواند شبکه های فیبر نوری را طی کند؛ ولی این شبکه ها نمی توانند درهم تنیدگی را به وزن ی ۹۶ کیلومتر حفظ کنند.استراق سمع و هک در اینترنت کوانتومی ناممکن است
درهم تنیدگی کیوبیت ها را می نبوغ تو مسافت های دوردست ازطریق ماهواره حفظ کردن کرد؛ اما پوشش مایه های کوانتومی خارج از زمین پرهزینه است. هنوز برای تاسیس شبکه های تله پورت که بتوانند به سر ای مؤثر کیوبیت های بکلی گیتی را بوسیله یکدیگر وصل کنند، مشکلات متعددی پیش رو است. بااین حال با وجود شبکه ی ناجور تنیده، کامل این مشکلات حل خواهند شد؛ زیرا کیوبیت های درهم تنیده برای انتقال پیام به زیرساخت های فیزیکی نیازی نخواهند داشت.
در طول انتقال، کلید کوانتومی برای اشخاص سومین نامرئی خواهند ماند و استراق سمع از آن ناممکن می شود؛ درنتیجه، ارتباطی مصون از مبدأ به مقصد شکل می گیرد. چنین زیرساختی برای صنایع احساساتی مانند بانکداری یا خدمات درمانی یا ارتباطات فلکی کم قیمت است. همچنین، دولت ها که از داده ها محرمانه استفاده می کنند، از مقدماتی تطبیق دهندگان این فناوری خواهند بود.کاربردهای دیگر اینترنت کوانتومی
شاید بپرسید وقتی پژوهشگران می توانند سیاق های میسر تری برای بهبود شکل عادی QKD فاحش کنند، چه نیازی بوسیله مغشوش تنیدگی است. برای مثال، تکرارکنندگان کوانتومی می توانند مسافت های یدکی را پوشش دهند و غم به متلاطم تنیدگی کیوبیت ها نیازی ندارند. باوجوداین، درهم تنیدگی توان های زیادی دارد. QKD عزب یکی از شهید های متداول و یکی از اهداف اینترنت کوانتومی است. از شبکه های ناجور تنیده می توان به عنوان راهی امن برای ساخت سنبله های کوانتومی متشکل از کیوبیت های درهم تنیده استعمال کرد.
پژوهشگران برای اتصال بوسیله اینترنت کوانتومی بوسیله ابکی افزار کوانتومی ویژه ای نیازی ندارند. درواقع، عزب یک پردازنده ی تک کیوبیتی هم می تواند اتصال را معتمد کند؛ اما ازآنجاکه کامپیوترهای کوانتومی قابلیت های محدودی دارند، دانشمندان به قفا راهی برای تاسیس ابرکامپیوترهای کوانتومی هستند.
با اتصال تعداد زیادی از دستگاه های کوانتومی کوچک تر بوسیله یکدیگر، اینترنت کوانتومی می تواند مسائلی را محلول یواش که حلشان عزب با یک کامپیوتر کوانتومی ناممکن است. این روند سرعت تبادل داده های انبوه و اجرای آزمایش های عظیم بازیگر شناسی و اکتشافات ماده و علوم زیستی را افزایش خواهد رحم. به همین دلیل، قبل از آنکه غول های فناوری متشابه گوگل و IBM به چیرگی کوانتومی برسند، دانشمندان به ظهر پی بردن به مزایای بیشتری از این فناوری هستند. طبق تعریف برتری کوانتومی، کامپیوتر کوانتومی می تواند مسائلی را محلول نرم که محلول آن ها برای کامپیوترهای کلاسیک ناممکن یا مشکل است.
درحال حاضر، پیشرفته ترین کامپیوترهای کوانتومی گوگل و IBM با ۵۰ کیوبیت فعالیت می کنند. این میزان برای اجرای محاسبات و حل مسائل پژوهشی ناکافی است. افزون براین، اتصال چنین دستگاه هایی ازطریق درهم تنیدگی کوانتومی می تواند به سنبله هایی با هزاران کیوبیت منجر شود. برای بسیاری از دانشمندان، ساخت چنین کامپیوتر هایی هدف بازپسین پروژه ی اینترنت کوانتومی است.معایب اینترنت کوانتومی
شاید نتوان در آینده ای نزدیک از اینترنت کوانتومی برای معاوضه ی داده ها به طریق ی متعارف استفاده کرد. اینترنت کوانتومی درون مقیاس انبوه حداقل به چند دهه ترفیع فناوری نیاز دارد. با اینکه تعداد زیادی از دانشمندان رؤیای اینترنت کوانتومی را تو ضابطه می پرورانند، فعلا نمی توان آن را تو مقیاس انبوه توسعه داد.
بسیاری از استیناف های کنونی ارتباطات کوانتومی به خیز وجوی نیکوترین روش های رمزنگاری و فشرده سازی و انتقال معلومات ازطریق وضعیت های کوانتومی اختصاص یافته اند. حالت ها یا وضعیت های کوانتومی هم خاصیت های خارق العاده ای دارند و دانشمندان اطمینان دارند از یک چین می استعداد برای دام پورت حجم یدکی از داده ها استفاده کرد.
چه نوع اطلاعاتی را می توان با اینترنت کوانتومی ارسال کرد که شباهت زیادی به ایمیل یا اطلاعات مشابه ندارد؟ درواقع، هدف اصلی اینترنت کوانتومی جایگزین کردن اینترنت کلاسیک نیست؛ بلکه پژوهشگران امیدوار هستند اینترنت کوانتومی درکنار اینترنت کلاسیک برای اهداف خاص مصرف شود؛ در مقابل اینترنت کوانتومی می تواند وظایف را متجاوز نوک تیز برنده از اینترنت کلاسیک عمل دهد؛ وظایفی که اجرای آن ها حتی برای بهینه ابرکامپیوترهای کنونی اندوه دشوار است.آینده ی اینترنت کوانتومی
داخل وضعیت فعلی، دانشمندان متد متلاطم تنیدگی بین کیوبیت ها را می دانند و با موفقیت ناجور تنیدگی را بخاطر QKD بهبود داده اند. چروک یکی از سرمایه گذاران بلندمدت شبکه های کوانتومی است که رکورد درهم تنیدگی ماهواره ای را شکسته است. اخیرا، دانشمندان چینی قاهر شده اند متلاطم تنیدگی ایجاد کنند و به QKD تو مسافت بی سابقه ی ۱۲۰۰ کیلومتری دست یابند.
مرحله ی بعدی اضافه مقیاس زیرساخت ها است. کامل آزمایش هایی که تاکنون عمل شده اند، تنها به دو خال ی انتهایی ویژه یافته اند. دانشمندان پس از رسیدن به هدف ارتباطات عمه به نقطه، مشغول امر روی شبکه ای با چند فرستنده و چند گیرنده هستند که بتوانند ازطریق اینترنت کوانتومی در نمونه جهانی با یکدیگر ارتباط قرص کنند.
هدف اصلی دانشمندان یافتن اسلوب های عزیز برای تولید تعداد زیادی از کیوبیت های متلاطم تنیده در مسافت های دوردست و برقراری ربط هم زمان بین نقاط مختلف است. البته اجرای این ایده درون عمل بسیار دشوارتر است. برای مثال، به نیت حفظ مختل تنیدگی بین دستگاهی در چروک و دستگاهی داخل ایالات متحده بوسیله گره ای واسطه و پروتکل های مسیریابی جدید نیاز است.مقاله های مرتبط:اینترنت کوانتومی در متد استایالات متحده درصدد ترقی اینترنت کوانتومی است
همچنین در مناظره ایجاد درهم تنیدگی، هر کشور فناوری متفاوتی گزینش می کند. برای مثال، درحالی که چین فناوری ماهواره ای را انتخاب کرده است، فیبر نوری بخاطر وزارت دفاع ایالات متحده در اولویت فراغت دارد. وزارت دفاع این قلمرو به دنبال خلق شبکه ای از تکرارکننده های کوانتومی است که بتوانند مسافت های طولانی بین کیوبیت های مختل تنیده را پوشش دهند.
در ایالات متحده، بی نظم تنیدگی ذرات ازطریق فیبر نوری داخل «مجتمع ی کوانتومی» ۸۴ کیلومتری اطراف شیکاگو حفظ می شود. بخاطر این مسافت به تکرارکننده ی کوانتومی نیازی نیست و به زودی، این شبکه به یکی از آزمایشگاه های DoE وصل خواهد شد. درمقابل دیگر درون اروپا، اتحادیه ی اینترنت کوانتومی تو سال ۲۰۱۸ برای توسعه ی استراتژی اینترنت کوانتومی تشکیل شد و سال گذشته، به درهم تنیدگی برای مسافت ۵۰ کیلومتری دست یافت.
داخل منصب ی اول، کمال مطلوب واقعی و نهایی پژوهشگران کوانتومی توسعه ی مقیاس شبکه ها درون مقیاس ملی است و روزی این مقیاس بین المللی خواهد شد. تعداد زیادی از دانشمندان معتقدند این اتفاق بیش زودتر از چند دهه رخ خواهد داد. بدون شک، اینترنت کوانتومی پروژه ای بلندمدت با موانع فنی بیش است؛ اما خروجی های غیرمنتظره ای بی آرامی از این پروژه بوسیله مشت خواهند آمد که این سیر علمی را ارزشمند خواهند کرد. این پروژه با برنامه های بی حساب کوانتومی همراه خواهد شد که درحال حاضر، شاید نتوان آن ها را کنجکاو پیش دماغ کرد.بیشتر بخوانید:ادوبی فلش تا انتهای سال ۲۰۲۰ از مایکروسافت اج و اینترنت اکسپلورر حذف می شودخروج هواوی و ZTE از زیرساخت شبکه آمریکا ۱٫۸ میلیارد دلار هزینه درون بر داردT-Mobile به ۱۰ میلیون قوم آمریکایی اینترنت رایگان عرضه می دهدتراشه T750 مدیاتک برای روترها و هات اسپات های موبایلی معرفی شدآسیب پذیری خطرناک File Manager وردپرس هزاران وب سایت را متأثر می کند
- ۹۹/۰۶/۱۷