تو نگاه اول، شاید اینترنت کوانتومی موضوعی علمی تخیلی به دید برسد؛ ولی تاسیس شبکه های کوانتومی یکی از بلندپروازی های بنیادی بسیاری از کشورهای دنیا است. اخیرا وزارت دفاع ایالات متحده (DoE) استراتژی گام به گام خود را برای تحقق رؤیای اینترنتی کوانتومی در چند سال آینده رونمایی کرد. ایالات متحده به همراه اتحادیه ی اروپا و چین بر سر توسعه ی ارتباطات کوانتومی رقابت می کنند. حال این سؤال مطرح می شود: اینترنت کوانتومی دقیقا چیست؟ چگونه فرمان می کند؟ چه اهدافی خواهد داشت؟اینترنت کوانتومی چیست؟
اینترنت کوانتومی شبکه ای است که امکان مبادله ی اطلاعات بین مایه های کوانتومی را با استفاده از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی مجهز می درنگ. ازنظر تئوری، اینترنت کوانتومی بوسیله قابلیت های بی سابقه ای دست خواهد یافت که امکان اجرای آن ها در وب کنونی ناممکن است. در دنیای کوانتومی، داده ها در وضعیت کیوبیتی رمزنگاری می شوند. شرایط های کیوبیتی را می توان درون دستگاه های کوانتومی قرین کامپیوتر خواه پردازنده کوانتومی ابداع کرد. بوسیله بیان ساده، اینترنت کوانتومی ارسال کیوبیت ها در شبکه ای متشکل از چند دستگاه کوانتومی است که ازنظر فیزیکی، مستقل از یکدیگر هستند. تمام این ارتباطات به لطف خواص عجیب و منحصر به فرد شرایط های کوانتومی جستجوگر می شوند.
درون نگاه اول، شاید اینترنت کوانتومی قرین اینترنت استاندارد به نظر برسد؛ ولی ارسال کیوبیت ها در کانالی کوانتومی به جای کانالی کلاسیک به معنی گشایش اقدام بیت ها در مقیاس کوچک تر یا وضعیت های کوانتومی است. ناگفته نماند قوانین فیزیک کوانتومی که طرز انتقال داده داخل اینترنت کوانتومی را درود می کنند، هنوز کاملا آشنا نیستند. درواقع، می استعداد گفت کاملا غریبه و حتی گاهی ماوراءالطبیعه بوسیله نظر می رسند. بنابراین، برای درک اکوسیستم کوانتومی اینترنت ۲/۰، بهتر است هرآنچه درباره ی محاسبات کلاسیک می دانید، فراموش کنید؛ زیرا اینترنت کوانتومی چندان نمی تواند مرورگرهای وب سلیقه شما را تداعی کند.اطلاعات مبادله شدنی با کوانتوم
به طور خلاصه، نمی قابلیت داده ها یدکی را با اینترنت کوانتومی مبادله کرد. برای مثال، حداقل بخاطر چند دهه ی آینده نباید امید برگزاری جلسات Zoom کوانتومی را داشته باشید. کیوبیت ها در مرکز ارتباطات کوانتومی قرار دارند و از قوانین بنیادی مکانیک کوانتوم کاربرد می کنند و رفتار آن ها با بیت های کلاسیک بسیار متفاوت است.
بیت کلاسیک برای رمزنگاری داده ها، تنها تو یکی از دو حالت راحتی می گیرد. منیع مانند کلید لامپ می تواند خاموش یا نمودار و زنده یا اسودگی و صفر یا یک باشد؛ اما کیوبیت ها رفتار متفاوتی دارند. درصورت برقرای شرایط ویژه، کیوبیت ها می توانند اندوه زمان درون دو حالت صفر و یک قرار بگیرند. چنین وضعیتی در دنیای کلاسیک بود ندارد.
برای قطع گیری عملکرد کیوبیت، باید یک حالت را بوسیله آن نسبت داد و اینجا است که تناقض بوسیله وجود می آید. اندازه گیری کیوبیت باعث می شود از وضعیت دوگانه خارج شود و درست مانند بیت کلاسیک در حالت صفر خواه یک قرار بگیرد. به این پدیده برهم نهی گفته می شود که یکی از هسته های اصلی مکانیک کوانتوم است. گفتنی است نمی توان از کیوبیت ها برای انتقال داده های آشنایی مثل ایمیل خواه پیام های واتساپ استفاده کرد؛ ولی اقدام عجیب کیوبیت ها فرصت های مغتنمی تو بن های دیگر فراهم خواهد کرد.ارتباطات ایمن کوانتومی
یکی از انشعاب های نادیده مرتبط با کیوبیت ها حمایت است. درون ارتباطات کلاسیک، اغلب داده ها ازطریق توزیع کلیدی مشترک برای گیرنده و فرستنده و بعد استفاده از کلید مشترک بخاطر رمزنگاری پیام مصون می شوند. سپس، گیرنده می تواند از کلید برای رمزگشایی داده ها استفاده درنگ. امنیت اغلب ارتباطات کلاسیک کنونی برپایه ی الگوریتم تولید کلید است. دسترسی به این کلید برای هکرها بغرنج است؛ اما ناممکن نیست؛ بوسیله همین دلیل، پژوهشگران به متعاقب کوانتومی سازی ارتباطات هستند. این مفهوم در مرکز اساس ی نادیده امنیت سایبری به نام توزیع کلید کوانتومی (QKD) قرار دارد.
در روش QKD، دو طرف اندکی از داده های کلاسیک را با کلید کریپتوگرافی بوسیله کیوبیت ها رمزنگاری می کنند. فرستنده کیوبیت ها را بخاطر شخص دیگری ارسال و گیرنده بی قراری بخاطر دستیابی بوسیله مقادیر کلید کیوبیت ها را قطع گیری می درنگ. اندازه گیری باعث فروپاشی وضعیت کیوبیت می شود؛ اما قرائت کردن مقدار درون فرایند کمیت گیری وقار اضافی دارد؛ درنتیجه کیوبیت برای انتقال قیمت کلید به کاربرده می شود.
از همه بنیادی نم با QKD به صبر می توان استراق سمع شخص سوم را تو طول انتقال کشف کرد؛ زیرا متجاوز فقط با نگاه کردن به کیوبیت ها می تواند باعث فروپاشی آن ها شود. اگر هکر از هر عمه ای به کیوبیت ها نگاه کند، وضعیت کیوبیت ها به رخ خودکار تبدیل می کند. بد ین ترتیب، ردپایی از استراق سمع جاسوس به مکان می ماند؛ بوسیله همین دلیل، رمزنگارها معمولا QKD را روشی کاملا ایمن می دانند.
چرا اینترنت کوانتومی؟
فناوری QKD هنوز در آغاز راه است. درحال حاضر، روش مد ساخت 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 به نعوظ چشمگیری محدود می کنند. کیوبیت ها در کابل های فیبر نوری، گم یا پراکنده می شوند؛ درنتیجه، به شدت در معرض منکر قرار می گیرند و برای طی مسافت های طولانی دستخوش بغرنج می شوند. آزمایش های فعلی به مجموعه ای از صدها کیلومتر فیبر نوری محدود هستند. برای حل این شاق باید فایده کوانتومی دیگر بوسیله نام درهم تنیدگی بین دو دستگاه را بهبود داد.
وقتی دو کیوبیت با یکدیگر تعامل می کنند و متلاطم تنیده می شوند، خواص مشترکی پیدا می کنند که معمولا این خواص به یکدیگر وابسته هستند. وقتی کیوبیت ها تو وضعیت مختل تنیده قرار دارند، هر دگرگونی تو یکی از زوج ذرات به تغییر در ذره ی دیگر منجر می شود؛ حتی اگر دو ذره ازنظر فیزیکی جدا از یکدیگر باشند. وضعیت کیوبیت اول را می نبوغ با تجسس رفتار همتای درهم تنیده ی آن قرائت کرد. آلبرت اینشتین به این حالت رفتار نگار وار می گوید. درزمینه ی ارتباطات کوانتومی، از درهم تنیدگی می توان برای ارسال اطلاعات از کیوبیتی به جفت درهم تنیده ی آن مصرف کرد و دیگر به برقراری کانال فیزیکی بین مبدأ و مقصد نیازی نیست.ناجور تنیدگی چگونه فرمان می کند؟
برابر تعریف، دام پورت بوسیله معنی نبود یگانگی شبکه ی فیزیکی بین دستگاه های ارتباطی است؛ ولی برای تله پورت در منصب ی اول به ساختن و حفظ درهم تنیدگی نیاز است. برای حمل QKD ازطریق ناجور تنیدگی، ابداع زیرساختی مناسب برای حمل زوج کیوبیت های ناجور تنیده و سپس توزیع آن ها بین فرستنده و گیرنده ضروری است. بدین ترتیب، کانال دام پورتی بخاطر مبادله ی کلیدهای رمزنگاری ساختن می شود. پس از ساخت کیوبیت های مختل تنیده، باید نیمی از زوج کیوبیت را به گیرنده ی کلید ارسال کنید. برای مثال، کیوبیت درهم تنیده می تواند شبکه های فیبر نوری را طی کند؛ ولی این شبکه ها نمی توانند مختل تنیدگی را به وزن ی ۹۶ کیلومتر حفظ کردن کنند.استراق سمع و هک درون اینترنت کوانتومی ناممکن است
درهم تنیدگی کیوبیت ها را می استعداد داخل مسافت های دوردست ازطریق ماهواره حفظ کردن کرد؛ اما پوشش دستگاه های کوانتومی خارج از زمین پرهزینه است. هنوز برای پیدایش شبکه های دام پورت که بتوانند بوسیله شیوه ای مؤثر کیوبیت های بکلی جهان را بوسیله یکدیگر وصل کنند، مشکلات متعددی پیش رو است. بااین حال با وجود شبکه ی درهم تنیده، تمام این مشکلات محلول خواهند شد؛ در مقابل کیوبیت های درهم تنیده بخاطر انتقال پیام به زیرساخت های فیزیکی نیازی نخواهند داشت.
داخل طول انتقال، کلید کوانتومی برای اشخاص سومین نامرئی خواهند ماند و استراق سمع از آن ناممکن می شود؛ درنتیجه، ارتباطی مصون از مبدأ بوسیله تیر شکل می گیرد. چنین زیرساختی برای صنایع حساس مشابه بانکداری یا خدمات درمانی یا ارتباطات فلکی مناسب است. همچنین، دولت ها که از معلومات محرمانه استعمال می کنند، از بدوی معادله دهندگان این فناوری خواهند بود.کاربردهای دیگر اینترنت کوانتومی
شاید بپرسید وقتی پژوهشگران می توانند راه های ساده تازگی برای بهبود لباس عادی QKD پیدا کنند، چه نیازی به درهم تنیدگی است. بخاطر مثال، تکرارکنندگان کوانتومی می توانند مسافت های یدکی را پوشش دهند و اندوه بوسیله متلاطم تنیدگی کیوبیت ها نیازی ندارند. باوجوداین، متلاطم تنیدگی توان های زیادی دارد. QKD عزب یکی از شهید های مد و یکی از اهداف اینترنت کوانتومی است. از شبکه های ناجور تنیده می استعداد به نشانی راهی امان بخاطر ساخت خوشه های کوانتومی متشکل از کیوبیت های بی نظم تنیده استفاده کرد.
پژوهشگران بخاطر اتصال بوسیله اینترنت کوانتومی بوسیله سخت ادوات کوانتومی ویژه ای نیازی ندارند. درواقع، تنها یک پردازنده ی تک کیوبیتی هم می تواند یکدلی را منیع کند؛ اما ازآنجاکه کامپیوترهای کوانتومی قابلیت های محدودی دارند، دانشمندان بوسیله دنبال راهی برای تاسیس ابرکامپیوترهای کوانتومی هستند.
با اتصال تعداد یدکی از دستگاه های کوانتومی کوچک تر به یکدیگر، اینترنت کوانتومی می تواند مسائلی را حل کند که حلشان عزب با یک کامپیوتر کوانتومی ناممکن است. این روند سرعت تبادل داده های انبوه و اجرای آزمایش های مجلل ستاره شناسی و اکتشافات ماده و علوم زیستی را تکثیر خواهد داد. بوسیله همین دلیل، قبل از آنکه غول های فناوری مثل گوگل و IBM به برتری کوانتومی برسند، دانشمندان به قفا جای پا بازی کردن به مزایای بیشتری از این فناوری هستند. موافق تمجید برتری کوانتومی، کامپیوتر کوانتومی می تواند مسائلی را حل کند که حل آن ها برای کامپیوترهای کلاسیک ناممکن خواه شاق 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، همراهی چنین دستگاه هایی ازطریق درهم تنیدگی کوانتومی می تواند به خوشه هایی با هزاران کیوبیت منجر شود. برای بسیاری از دانشمندان، ساخت این طور کامپیوتر هایی هدف نهایی پروژه ی اینترنت کوانتومی است.معایب اینترنت کوانتومی
شاید نتوان داخل آینده ای نزدیک از اینترنت کوانتومی برای معاوضه ی داده ها بوسیله شیوه ی معمول استفاده کرد. اینترنت کوانتومی تو مدل انبوه حداقل به چند دهه صعود فناوری نیاز دارد. با اینکه تعداد اضافی از دانشمندان رؤیای اینترنت کوانتومی را در سر می پرورانند، فعلا نمی استعداد آن را در مقیاس متراکم توسعه رحم.
بسیاری از پژوهش های کنونی ارتباطات کوانتومی بوسیله خیز وجوی بهینه روش های رمزنگاری و فشرده سازی و واگذاری مفروضات ازطریق شرایط های کوانتومی اختصاص یافته اند. حالت ها یا وضعیت های کوانتومی حزن نفوذ کردن های خارق العاده ای دارند و دانشمندان اطمینان دارند از یک چروک می نبوغ برای تله پورت حجم زیادی از داده ها استفاده کرد.
چه جنس اطلاعاتی را می استعداد با اینترنت کوانتومی ارسال کرد که شباهت زیادی به ایمیل یا اطلاعات مشابه ندارد؟ درواقع، هدف حقیقی اینترنت کوانتومی جایگزین کردن اینترنت کلاسیک نیست؛ بلکه پژوهشگران امیدوار هستند اینترنت کوانتومی درکنار اینترنت کلاسیک بخاطر اهداف خاص استعمال شود؛ زیرا اینترنت کوانتومی می تواند وظایف را متجاوز سریع پر حرارت از اینترنت کلاسیک انجام دهد؛ وظایفی که اجرای آن ها حتی برای نیکوترین ابرکامپیوترهای کنونی بی آرامی دشوار است.آینده ی اینترنت کوانتومی
تو شرایط فعلی، دانشمندان وضع ناجور تنیدگی بین کیوبیت ها را می دانند و با موفقیت درهم تنیدگی را برای QKD بهبود داده اند. چین یکی از سرمایه گذاران بلندمدت شبکه های کوانتومی است که رکورد متلاطم تنیدگی ماهواره ای را شکسته شده است. اخیرا، دانشمندان چینی موفق شده اند ناجور تنیدگی ساختن کنند و به QKD داخل مسافت بی سابقه ی ۱۲۰۰ کیلومتری دست یابند.
مرحله ی بعدی افزایش مقیاس زیرساخت ها است. طولانی آزمایش هایی که تاکنون عمل شده اند، تنها بوسیله دو نقطه ی انتهایی اختصاص یافته اند. دانشمندان پس از رسیدن به شعار ارتباطات نقطه به نقطه، مشغول کار روی شبکه ای با چند فرستنده و چند گیرنده هستند که بتوانند ازطریق اینترنت کوانتومی در مقیاس جهانی با یکدیگر بستگی پایدار کنند.
هدف اصلی دانشمندان کشف کردن روش های گرامی برای تولید تعداد زیادی از کیوبیت های مغشوش تنیده داخل مسافت های دوردست و برقراری ارتباط بی آرامی زمان بین نقاط مختلف است. البته اجرای این ایده در ارتکاب بسیار دشوارتر است. بخاطر مثال، به منظور حفظ مختل تنیدگی بین دستگاهی در چین و دستگاهی در ایالات متحده به چروک ای واسطه و پروتکل های مسیریابی جدید حاجت است.مقاله های مرتبط:اینترنت کوانتومی تو راه استایالات متحده درصدد ترقی اینترنت کوانتومی است
همچنین در مباحثه ابداع درهم تنیدگی، هر کشور فناوری متفاوتی انتخاب می کند. برای مثال، درحالی که چروک فناوری ماهواره ای را برگزینی کرده است، فیبر نوری برای وزارت دفاع ایالات متحده داخل اولویت راحتی دارد. وزارت دفاع این کشور به عقب ایجاد شبکه ای از تکرارکننده های کوانتومی است که بتوانند مسافت های طولانی بین کیوبیت های درهم تنیده را پوشش دهند.
در ایالات متحده، درهم تنیدگی ذرات ازطریق فیبر نوری داخل «حلقه ی کوانتومی» ۸۴ کیلومتری حوالی شیکاگو حفظ کردن می شود. برای این مسافت به تکرارکننده ی کوانتومی نیازی نیست و به زودی، این شبکه به یکی از آزمایشگاه های DoE وصل خواهد شد. درمقابل دیگر در اروپا، اتحادیه ی اینترنت کوانتومی در سال ۲۰۱۸ برای توسعه ی استراتژی اینترنت کوانتومی تشکیل شد و سال گذشته، بوسیله ناجور تنیدگی برای مسافت ۵۰ کیلومتری دست یافت.
در درجه ی اول، شعار اصلی و نهایی پژوهشگران کوانتومی توسعه ی نمونه شبکه ها در مقیاس ملی است و روزی این معیار بین المللی خواهد شد. تعداد اضافی از دانشمندان معتقدند این اتفاق متجاوز زودتر از چند دهه عارض خواهد داد. عاری شک، اینترنت کوانتومی پروژه ای بلندمدت با موانع متخصص بسیار است؛ اما خروجی های غیرمنتظره ای بی آرامی از این پروژه به دست خواهند آمد که این سفر علمی را ارزشمند خواهند کرد. این پروژه با برنامه های بی حساب کوانتومی همراه خواهد شد که درحال حاضر، شاید نتوان آن ها را باریک بین 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 نفقه در پیاده شدن داردT-Mobile به ۱۰ میلیون خانواده آمریکایی اینترنت رایگان عرضه می دهدتراشه T750 مدیاتک بخاطر روترها و هات اسپات های موبایلی معرفی کردن شدآسیب پذیری خطرناک File Manager وردپرس هزاران وب سایت را متأثر می یواش
اینترنت کوانتومی شبکه ای است که امکان مبادله ی اطلاعات بین مایه های کوانتومی را با استفاده از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی مجهز می درنگ. ازنظر تئوری، اینترنت کوانتومی بوسیله قابلیت های بی سابقه ای دست خواهد یافت که امکان اجرای آن ها در وب کنونی ناممکن است. در دنیای کوانتومی، داده ها در وضعیت کیوبیتی رمزنگاری می شوند. شرایط های کیوبیتی را می توان درون دستگاه های کوانتومی قرین کامپیوتر خواه پردازنده کوانتومی ابداع کرد. بوسیله بیان ساده، اینترنت کوانتومی ارسال کیوبیت ها در شبکه ای متشکل از چند دستگاه کوانتومی است که ازنظر فیزیکی، مستقل از یکدیگر هستند. تمام این ارتباطات به لطف خواص عجیب و منحصر به فرد شرایط های کوانتومی جستجوگر می شوند.
درون نگاه اول، شاید اینترنت کوانتومی قرین اینترنت استاندارد به نظر برسد؛ ولی ارسال کیوبیت ها در کانالی کوانتومی به جای کانالی کلاسیک به معنی گشایش اقدام بیت ها در مقیاس کوچک تر یا وضعیت های کوانتومی است. ناگفته نماند قوانین فیزیک کوانتومی که طرز انتقال داده داخل اینترنت کوانتومی را درود می کنند، هنوز کاملا آشنا نیستند. درواقع، می استعداد گفت کاملا غریبه و حتی گاهی ماوراءالطبیعه بوسیله نظر می رسند. بنابراین، برای درک اکوسیستم کوانتومی اینترنت ۲/۰، بهتر است هرآنچه درباره ی محاسبات کلاسیک می دانید، فراموش کنید؛ زیرا اینترنت کوانتومی چندان نمی تواند مرورگرهای وب سلیقه شما را تداعی کند.اطلاعات مبادله شدنی با کوانتوم
به طور خلاصه، نمی قابلیت داده ها یدکی را با اینترنت کوانتومی مبادله کرد. برای مثال، حداقل بخاطر چند دهه ی آینده نباید امید برگزاری جلسات Zoom کوانتومی را داشته باشید. کیوبیت ها در مرکز ارتباطات کوانتومی قرار دارند و از قوانین بنیادی مکانیک کوانتوم کاربرد می کنند و رفتار آن ها با بیت های کلاسیک بسیار متفاوت است.
بیت کلاسیک برای رمزنگاری داده ها، تنها تو یکی از دو حالت راحتی می گیرد. منیع مانند کلید لامپ می تواند خاموش یا نمودار و زنده یا اسودگی و صفر یا یک باشد؛ اما کیوبیت ها رفتار متفاوتی دارند. درصورت برقرای شرایط ویژه، کیوبیت ها می توانند اندوه زمان درون دو حالت صفر و یک قرار بگیرند. چنین وضعیتی در دنیای کلاسیک بود ندارد.
برای قطع گیری عملکرد کیوبیت، باید یک حالت را بوسیله آن نسبت داد و اینجا است که تناقض بوسیله وجود می آید. اندازه گیری کیوبیت باعث می شود از وضعیت دوگانه خارج شود و درست مانند بیت کلاسیک در حالت صفر خواه یک قرار بگیرد. به این پدیده برهم نهی گفته می شود که یکی از هسته های اصلی مکانیک کوانتوم است. گفتنی است نمی توان از کیوبیت ها برای انتقال داده های آشنایی مثل ایمیل خواه پیام های واتساپ استفاده کرد؛ ولی اقدام عجیب کیوبیت ها فرصت های مغتنمی تو بن های دیگر فراهم خواهد کرد.ارتباطات ایمن کوانتومی
یکی از انشعاب های نادیده مرتبط با کیوبیت ها حمایت است. درون ارتباطات کلاسیک، اغلب داده ها ازطریق توزیع کلیدی مشترک برای گیرنده و فرستنده و بعد استفاده از کلید مشترک بخاطر رمزنگاری پیام مصون می شوند. سپس، گیرنده می تواند از کلید برای رمزگشایی داده ها استفاده درنگ. امنیت اغلب ارتباطات کلاسیک کنونی برپایه ی الگوریتم تولید کلید است. دسترسی به این کلید برای هکرها بغرنج است؛ اما ناممکن نیست؛ بوسیله همین دلیل، پژوهشگران به متعاقب کوانتومی سازی ارتباطات هستند. این مفهوم در مرکز اساس ی نادیده امنیت سایبری به نام توزیع کلید کوانتومی (QKD) قرار دارد.
در روش QKD، دو طرف اندکی از داده های کلاسیک را با کلید کریپتوگرافی بوسیله کیوبیت ها رمزنگاری می کنند. فرستنده کیوبیت ها را بخاطر شخص دیگری ارسال و گیرنده بی قراری بخاطر دستیابی بوسیله مقادیر کلید کیوبیت ها را قطع گیری می درنگ. اندازه گیری باعث فروپاشی وضعیت کیوبیت می شود؛ اما قرائت کردن مقدار درون فرایند کمیت گیری وقار اضافی دارد؛ درنتیجه کیوبیت برای انتقال قیمت کلید به کاربرده می شود.
از همه بنیادی نم با QKD به صبر می توان استراق سمع شخص سوم را تو طول انتقال کشف کرد؛ زیرا متجاوز فقط با نگاه کردن به کیوبیت ها می تواند باعث فروپاشی آن ها شود. اگر هکر از هر عمه ای به کیوبیت ها نگاه کند، وضعیت کیوبیت ها به رخ خودکار تبدیل می کند. بد ین ترتیب، ردپایی از استراق سمع جاسوس به مکان می ماند؛ بوسیله همین دلیل، رمزنگارها معمولا QKD را روشی کاملا ایمن می دانند.
چرا اینترنت کوانتومی؟
فناوری QKD هنوز در آغاز راه است. درحال حاضر، روش مد ساخت 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 به نعوظ چشمگیری محدود می کنند. کیوبیت ها در کابل های فیبر نوری، گم یا پراکنده می شوند؛ درنتیجه، به شدت در معرض منکر قرار می گیرند و برای طی مسافت های طولانی دستخوش بغرنج می شوند. آزمایش های فعلی به مجموعه ای از صدها کیلومتر فیبر نوری محدود هستند. برای حل این شاق باید فایده کوانتومی دیگر بوسیله نام درهم تنیدگی بین دو دستگاه را بهبود داد.
وقتی دو کیوبیت با یکدیگر تعامل می کنند و متلاطم تنیده می شوند، خواص مشترکی پیدا می کنند که معمولا این خواص به یکدیگر وابسته هستند. وقتی کیوبیت ها تو وضعیت مختل تنیده قرار دارند، هر دگرگونی تو یکی از زوج ذرات به تغییر در ذره ی دیگر منجر می شود؛ حتی اگر دو ذره ازنظر فیزیکی جدا از یکدیگر باشند. وضعیت کیوبیت اول را می نبوغ با تجسس رفتار همتای درهم تنیده ی آن قرائت کرد. آلبرت اینشتین به این حالت رفتار نگار وار می گوید. درزمینه ی ارتباطات کوانتومی، از درهم تنیدگی می توان برای ارسال اطلاعات از کیوبیتی به جفت درهم تنیده ی آن مصرف کرد و دیگر به برقراری کانال فیزیکی بین مبدأ و مقصد نیازی نیست.ناجور تنیدگی چگونه فرمان می کند؟
برابر تعریف، دام پورت بوسیله معنی نبود یگانگی شبکه ی فیزیکی بین دستگاه های ارتباطی است؛ ولی برای تله پورت در منصب ی اول به ساختن و حفظ درهم تنیدگی نیاز است. برای حمل QKD ازطریق ناجور تنیدگی، ابداع زیرساختی مناسب برای حمل زوج کیوبیت های ناجور تنیده و سپس توزیع آن ها بین فرستنده و گیرنده ضروری است. بدین ترتیب، کانال دام پورتی بخاطر مبادله ی کلیدهای رمزنگاری ساختن می شود. پس از ساخت کیوبیت های مختل تنیده، باید نیمی از زوج کیوبیت را به گیرنده ی کلید ارسال کنید. برای مثال، کیوبیت درهم تنیده می تواند شبکه های فیبر نوری را طی کند؛ ولی این شبکه ها نمی توانند مختل تنیدگی را به وزن ی ۹۶ کیلومتر حفظ کردن کنند.استراق سمع و هک درون اینترنت کوانتومی ناممکن است
درهم تنیدگی کیوبیت ها را می استعداد داخل مسافت های دوردست ازطریق ماهواره حفظ کردن کرد؛ اما پوشش دستگاه های کوانتومی خارج از زمین پرهزینه است. هنوز برای پیدایش شبکه های دام پورت که بتوانند بوسیله شیوه ای مؤثر کیوبیت های بکلی جهان را بوسیله یکدیگر وصل کنند، مشکلات متعددی پیش رو است. بااین حال با وجود شبکه ی درهم تنیده، تمام این مشکلات محلول خواهند شد؛ در مقابل کیوبیت های درهم تنیده بخاطر انتقال پیام به زیرساخت های فیزیکی نیازی نخواهند داشت.
داخل طول انتقال، کلید کوانتومی برای اشخاص سومین نامرئی خواهند ماند و استراق سمع از آن ناممکن می شود؛ درنتیجه، ارتباطی مصون از مبدأ بوسیله تیر شکل می گیرد. چنین زیرساختی برای صنایع حساس مشابه بانکداری یا خدمات درمانی یا ارتباطات فلکی مناسب است. همچنین، دولت ها که از معلومات محرمانه استعمال می کنند، از بدوی معادله دهندگان این فناوری خواهند بود.کاربردهای دیگر اینترنت کوانتومی
شاید بپرسید وقتی پژوهشگران می توانند راه های ساده تازگی برای بهبود لباس عادی QKD پیدا کنند، چه نیازی به درهم تنیدگی است. بخاطر مثال، تکرارکنندگان کوانتومی می توانند مسافت های یدکی را پوشش دهند و اندوه بوسیله متلاطم تنیدگی کیوبیت ها نیازی ندارند. باوجوداین، متلاطم تنیدگی توان های زیادی دارد. QKD عزب یکی از شهید های مد و یکی از اهداف اینترنت کوانتومی است. از شبکه های ناجور تنیده می استعداد به نشانی راهی امان بخاطر ساخت خوشه های کوانتومی متشکل از کیوبیت های بی نظم تنیده استفاده کرد.
پژوهشگران بخاطر اتصال بوسیله اینترنت کوانتومی بوسیله سخت ادوات کوانتومی ویژه ای نیازی ندارند. درواقع، تنها یک پردازنده ی تک کیوبیتی هم می تواند یکدلی را منیع کند؛ اما ازآنجاکه کامپیوترهای کوانتومی قابلیت های محدودی دارند، دانشمندان بوسیله دنبال راهی برای تاسیس ابرکامپیوترهای کوانتومی هستند.
با اتصال تعداد یدکی از دستگاه های کوانتومی کوچک تر به یکدیگر، اینترنت کوانتومی می تواند مسائلی را حل کند که حلشان عزب با یک کامپیوتر کوانتومی ناممکن است. این روند سرعت تبادل داده های انبوه و اجرای آزمایش های مجلل ستاره شناسی و اکتشافات ماده و علوم زیستی را تکثیر خواهد داد. بوسیله همین دلیل، قبل از آنکه غول های فناوری مثل گوگل و IBM به برتری کوانتومی برسند، دانشمندان به قفا جای پا بازی کردن به مزایای بیشتری از این فناوری هستند. موافق تمجید برتری کوانتومی، کامپیوتر کوانتومی می تواند مسائلی را حل کند که حل آن ها برای کامپیوترهای کلاسیک ناممکن خواه شاق 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، همراهی چنین دستگاه هایی ازطریق درهم تنیدگی کوانتومی می تواند به خوشه هایی با هزاران کیوبیت منجر شود. برای بسیاری از دانشمندان، ساخت این طور کامپیوتر هایی هدف نهایی پروژه ی اینترنت کوانتومی است.معایب اینترنت کوانتومی
شاید نتوان داخل آینده ای نزدیک از اینترنت کوانتومی برای معاوضه ی داده ها بوسیله شیوه ی معمول استفاده کرد. اینترنت کوانتومی تو مدل انبوه حداقل به چند دهه صعود فناوری نیاز دارد. با اینکه تعداد اضافی از دانشمندان رؤیای اینترنت کوانتومی را در سر می پرورانند، فعلا نمی استعداد آن را در مقیاس متراکم توسعه رحم.
بسیاری از پژوهش های کنونی ارتباطات کوانتومی بوسیله خیز وجوی بهینه روش های رمزنگاری و فشرده سازی و واگذاری مفروضات ازطریق شرایط های کوانتومی اختصاص یافته اند. حالت ها یا وضعیت های کوانتومی حزن نفوذ کردن های خارق العاده ای دارند و دانشمندان اطمینان دارند از یک چروک می نبوغ برای تله پورت حجم زیادی از داده ها استفاده کرد.
چه جنس اطلاعاتی را می استعداد با اینترنت کوانتومی ارسال کرد که شباهت زیادی به ایمیل یا اطلاعات مشابه ندارد؟ درواقع، هدف حقیقی اینترنت کوانتومی جایگزین کردن اینترنت کلاسیک نیست؛ بلکه پژوهشگران امیدوار هستند اینترنت کوانتومی درکنار اینترنت کلاسیک بخاطر اهداف خاص استعمال شود؛ زیرا اینترنت کوانتومی می تواند وظایف را متجاوز سریع پر حرارت از اینترنت کلاسیک انجام دهد؛ وظایفی که اجرای آن ها حتی برای نیکوترین ابرکامپیوترهای کنونی بی آرامی دشوار است.آینده ی اینترنت کوانتومی
تو شرایط فعلی، دانشمندان وضع ناجور تنیدگی بین کیوبیت ها را می دانند و با موفقیت درهم تنیدگی را برای QKD بهبود داده اند. چین یکی از سرمایه گذاران بلندمدت شبکه های کوانتومی است که رکورد متلاطم تنیدگی ماهواره ای را شکسته شده است. اخیرا، دانشمندان چینی موفق شده اند ناجور تنیدگی ساختن کنند و به QKD داخل مسافت بی سابقه ی ۱۲۰۰ کیلومتری دست یابند.
مرحله ی بعدی افزایش مقیاس زیرساخت ها است. طولانی آزمایش هایی که تاکنون عمل شده اند، تنها بوسیله دو نقطه ی انتهایی اختصاص یافته اند. دانشمندان پس از رسیدن به شعار ارتباطات نقطه به نقطه، مشغول کار روی شبکه ای با چند فرستنده و چند گیرنده هستند که بتوانند ازطریق اینترنت کوانتومی در مقیاس جهانی با یکدیگر بستگی پایدار کنند.
هدف اصلی دانشمندان کشف کردن روش های گرامی برای تولید تعداد زیادی از کیوبیت های مغشوش تنیده داخل مسافت های دوردست و برقراری ارتباط بی آرامی زمان بین نقاط مختلف است. البته اجرای این ایده در ارتکاب بسیار دشوارتر است. بخاطر مثال، به منظور حفظ مختل تنیدگی بین دستگاهی در چین و دستگاهی در ایالات متحده به چروک ای واسطه و پروتکل های مسیریابی جدید حاجت است.مقاله های مرتبط:اینترنت کوانتومی تو راه استایالات متحده درصدد ترقی اینترنت کوانتومی است
همچنین در مباحثه ابداع درهم تنیدگی، هر کشور فناوری متفاوتی انتخاب می کند. برای مثال، درحالی که چروک فناوری ماهواره ای را برگزینی کرده است، فیبر نوری برای وزارت دفاع ایالات متحده داخل اولویت راحتی دارد. وزارت دفاع این کشور به عقب ایجاد شبکه ای از تکرارکننده های کوانتومی است که بتوانند مسافت های طولانی بین کیوبیت های درهم تنیده را پوشش دهند.
در ایالات متحده، درهم تنیدگی ذرات ازطریق فیبر نوری داخل «حلقه ی کوانتومی» ۸۴ کیلومتری حوالی شیکاگو حفظ کردن می شود. برای این مسافت به تکرارکننده ی کوانتومی نیازی نیست و به زودی، این شبکه به یکی از آزمایشگاه های DoE وصل خواهد شد. درمقابل دیگر در اروپا، اتحادیه ی اینترنت کوانتومی در سال ۲۰۱۸ برای توسعه ی استراتژی اینترنت کوانتومی تشکیل شد و سال گذشته، بوسیله ناجور تنیدگی برای مسافت ۵۰ کیلومتری دست یافت.
در درجه ی اول، شعار اصلی و نهایی پژوهشگران کوانتومی توسعه ی نمونه شبکه ها در مقیاس ملی است و روزی این معیار بین المللی خواهد شد. تعداد اضافی از دانشمندان معتقدند این اتفاق متجاوز زودتر از چند دهه عارض خواهد داد. عاری شک، اینترنت کوانتومی پروژه ای بلندمدت با موانع متخصص بسیار است؛ اما خروجی های غیرمنتظره ای بی آرامی از این پروژه به دست خواهند آمد که این سفر علمی را ارزشمند خواهند کرد. این پروژه با برنامه های بی حساب کوانتومی همراه خواهد شد که درحال حاضر، شاید نتوان آن ها را باریک بین 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 نفقه در پیاده شدن داردT-Mobile به ۱۰ میلیون خانواده آمریکایی اینترنت رایگان عرضه می دهدتراشه T750 مدیاتک بخاطر روترها و هات اسپات های موبایلی معرفی کردن شدآسیب پذیری خطرناک File Manager وردپرس هزاران وب سایت را متأثر می یواش
- ۹۹/۰۶/۱۷