[ad_1]
تم تحقيق تقدم كبير في التكنولوجيا الكمومية في أكتوبر 2024: أول صلة اتصال بالقمر الصناعي بين الصين وجنوب إفريقيا. امتدت الاتصال برصيد 12،900 كيلومتر: أطول رابط اتصال كمي بين القارات الذي تم إنشاؤه حتى الآن. كان الأطول قبل ذلك 7600 كيلومتر وداخل نصف الكرة الشمالي فقط.
تم تحقيقه باستخدام توزيع مفتاح الكم ، وهي طريقة للمرسل والمستقبل لمشاركة مفتاح آمن يمكنهم استخدامه لإرسال الرسائل بأمان. أي اعتراض خلال آثار أوراق الإرسال التي يمكن اكتشافها. أنه ينطوي على إرسال فوتونات واحدة (جزيئات صغيرة من الضوء).
إذا حاول شخص ما اعتراض الفوتونات ، فإن الفوتونات تشعر بالانزعاج بسبب الفيزياء الكمومية. الفيزياء الكمومية هي دراسة المادة والطاقة في المستوى الأساسي. يستخدم المرسل والمستقبل فوتونات دون عائق فقط ، مما يجعل مفتاح الرسالة آمنة للغاية. يمكن إرسال المفتاح عبر الألياف الضوئية أو الفضاء الحرة ، بما في ذلك الأقمار الصناعية.
يمكن استخدام الاتصالات الكمومية لإرسال البيانات في العديد من القطاعات مثل القطاعات الحكومية والعسكرية والمالية.
أنا جزء من مجموعة الباحثين فيزياء الكم الذين أنشأوا صلة كمية آمنة في الوقت الفعلي بين بكين في الصين وجامعة Stellenbosch في جنوب إفريقيا. إنه أول رابط صناعي كمي في نصف الكرة الجنوبي. إنه أيضًا أول اتصال كمي آمن بين نصف الكرة الشمالي والجنوبي.
مكّن الاتصال من النقل الآمن للصور المشفرة ، بالاعتماد على المبادئ الفريدة للفيزياء الكمومية.
مع هذا الإنجاز ، انضمت جنوب إفريقيا إلى حدود التواصل الكمومي. إنها خطوة نحو الإنترنت الكمومي المتكامل والآمن والعالمي المتكامل في نهاية المطاف.
ما حققناه
كباحثين ، نحن مهتمون بتطوير الأنظمة البصرية لنشر روابط الاتصالات الكمومية.
ينصب تركيزنا الأساسي على التواصل الكمومي القائم على الأقمار الصناعية. تعد روابط الأقمار الصناعية أمرًا حيويًا لتطوير شبكة اتصال كمية آمنة لأنها تعمل على مسافات عدة آلاف من الكيلومترات. شبكات الألياف على الأرض لها قيود على المسافة.
نقوم بتصميم أدوات (حمولات بصرية) قادرة على توليد واكتشاف الفوتونات المتشابكة في المدار.
اقرأ المزيد: تشابك الكم: ما هو ، ولماذا يريد الفيزيائيون تسخيره
يعمل عملنا على الجسور البصرية الكمومية وهندسة الطيران ونظرية التواصل لتحقيق روابط كمية قابلة للتطوير وعالية الأداء بين المحطات الأرضية والأقمار الصناعية.
لإنشاء روابط اتصال كمية بين الصين وجنوب إفريقيا ، تم إطلاق ميكروساتيلايت يسمى Jinan 1 في مدار الأرض المنخفض ، وتم إنشاء محطة أرضية بصرية محمولة. هذا هو في الأساس جهاز متحرك مزود بتلسكوب قوي وكاشفات خاصة تكتشف الفوتونات المشفرة المرسلة من القمر الصناعي.
تم تحقيق صلة الأقمار الصناعية الكمومية المتأخرة بين الصين وجنوب إفريقيا خلال ممر واحد من القمر الصناعي فوق المحطة الأرضية البصرية. لم يكن فقط أطول رابط الأقمار الصناعية الكمومية ولكن أيضًا الأكثر أمانًا تم تحقيقه. يتألف المفتاح ، الفوتونات غير المضطربة ، من 1.07 مليون بت (وحدات من البيانات).
لماذا هذا يهم
تعتمد أساليب الاتصال الآمنة التقليدية على الخوارزميات الرياضية والصعوبة الحسابية في حل بعض المشكلات ، مثل العوملة بأعداد كبيرة. في المقابل ، فإن التواصل الكمومي يستمد أمنه من القوانين الأساسية للفيزياء. وتشمل هذه القوانين نظرية عدم التخلص. ينص على أنه من المستحيل إنشاء نسخة دقيقة من حالة الكم غير المعروفة وأن تأثير المراقب (اضطراب القياس) لقياس حالة الكم يغيرها. وهذا يجعل التنصت قابلة للاكتشاف.
يتيح توزيع مفتاح الكم إلى طرفين مشاركة مفاتيح التشفير بطريقة تكتشف أي محاولة للتنصت. يتم ترميز المفاتيح باستخدام حالات الكم ، وعادة ما تكون الفوتونات المفردة ، وتنقل من خلال الألياف البصرية أو روابط الفضاء الحرة. في حين أن الأنظمة القائمة على الألياف تعاني من فقدان الإشارات على مسافات طويلة ، فإن الأقمار الصناعية توفر حلاً واعداً من خلال العمل في بيئة منخفضة الخسارة في الغلاف الجوي العلوي والفضاء الخارجي.
يعد اتصال الأقمار الصناعية الكمومية خطوة نحو بناء شبكة إنترنت كمية عالمية – شبكة مترابطة تتيح الاتصال الآمن والحوسبة الكمومية والاستشعار عبر القارات.
اشترك في النشرات الإخبارية المجانية Allafrica
احصل على الأحدث في الأخبار الأفريقية التي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك
نجاح!
انتهى تقريبا …
نحن بحاجة إلى تأكيد عنوان بريدك الإلكتروني.
لإكمال العملية ، يرجى اتباع الإرشادات الموجودة في البريد الإلكتروني الذي أرسلناه لك للتو.
خطأ!
كانت هناك مشكلة في معالجة تقديمك. يرجى المحاولة مرة أخرى لاحقًا.
يشير نجاح Jinan-1 إلى الشبكات من microsatellites الكم ، مما يجعل التواصل العالمي آمن احتمالًا حقيقيًا.
اقرأ المزيد: الضوء هو علم المستقبل – الأفارقة الذين يستخدمونه لحل التحديات المحلية
المضي قدما
هناك فرص كبيرة لكل من الصناعة وصانعي السياسات.
بالنسبة للشركات ، وخاصة في قطاعات مثل المالية والدفاع والرعاية الصحية ، فإن هذه الروابط تتيح أنظمة الاتصالات الخوية للغاية التي تقاوم القرصنة حتى من أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية. هذا يتيح للشركات حماية وتوصيل البيانات الحساسة.
بالنسبة لصانعي السياسات ، فإنه يقدم فرصة لتعزيز الأمن القومي ، ووضع معايير عالمية للاستخدام المسؤول. وبالمثل ، الاستثمار في البحث والتعليم لبناء قوة عاملة ماهرة.
كما يشجع التعاون الدولي ، حيث تعمل البلدان معًا لإنشاء شبكة اتصال آمنة.
بشكل عام ، يمكن أن تعيد روابط الأقمار الصناعية الكمومية إعادة تشكيل كيفية تواصل العالم ، مما يجعل الخصوصية والأمن أكثر موثوقية من أي وقت مضى.
Yaseera Ismail ، محاضر كبير ، جامعة Stellenbosch
[ad_2]
المصدر