الانترنت الكمومى Quantum Internet

5
(1)

 تتمثل الوسائل الحالية لحماية البيانات بتشفيرها بواسطة معادلات رياضية لا يُمكن حلّها إلا بمفتاح رقمي، ومع التطور وظهور الحوسبة الرقمية قد يكون فك هذه الشفرات والوصول إلى البيانات ممكنًا، ولكن مواكبة للتطورات الحديثة فى الجوسبة الكمومية ظهر الانترنت الكمومى، حيث يولد الإنترنت الكمومي معادلات ومفاتيح رقمية مُستخدمًا فوتونات الضوء التي يستحيل نسخها، وأي محاولة لنسخها أو تقليدها ستسبب مشكلات يسهل اكتشافها، لذلك لن يتمكن الهاكر أو المخترق من قراءة الرسائل المشفرة كميًا.

الإنترنت الكمومي ليس بديلًا عن الإنترنت العادي بل مكملا له، الانترنت الكمومى وسيلة مثالية لربط المعلومات المتدفقة بين الحواسيب الكمومية، ويستخدم الانترنت الكمومى عددًا كميًا من المعلومات الكمية، والتي يمكن أن تكون عبارة عن عدد غير محدود من القيم، ويوفر الإنترنت الكمومي حماية أكبر بكثير من المخترقين والمجرمين الإلكترونيين.

الاتصالات الكمومية Quantum Communication

تستفيد الاتصالات الكمومية من قوانين فيزياء الكم لحماية البيانات، حيث ان قوانين فيزياء الكم باتخاذ حالة التراكب بحيث يكون بالامكان ان تمثل تركيبات متعددة من 1، 0 فى آن واحد، وتُعرف الجسيمات بالبتات الكمومية أو الكيوبتات.

يهدف الاتصال الكمومي إلى جعل جميع الاتصالات آمنة بالاستفادة من حقيقة أن أي جهاز تنصت سيقوم بالتأكيد بتعديل الرسالة التي يعترضها. يُستعمل التشابك الكمومي quantum entanglement في الاتصال الكمومي، وهو أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في الميكانيك الكمومي، حيث يجري توليد أزواج من الفوتونات في وقت واحد في حالة متشابكة، وهي حالة كمومية واحدة يجري مشاركتها بين المكونين الاثنين لها. ويستمر هذا الوجود المزدوج حتى عندما تكون الجزيئات مفصولة بمسافات شاسعة، وإن أيَّ تعديل للحالة الكمومية لأحد الأجزاء سيؤثر حتمًا في الآخر.

ويعني التشابك الكمي إنشاء زوج من الكيوبت Qubit أو البت الكمومي، وهي وحدة المعلومات الكمية والمقابل الكمومي لوحدة البت العادية في النظام الحوسبي، يمكن أن تشكل مزيجًا من 1 أو 0 أو كلاهما في وقت واحد، بينما يجب أن يكون البت في النظام الحاسوبي التقليدي إما 1 أو 0، ويتم تخزين البيانات بشكل منظم وفقًا لهذه الرموز الثنائية.

في حالة اختراق أحد المتسللين لتدفق البيانات المارة التي يتم نقلها ككيوبت Qubit، فإن المتسلل يدمر المعلومات الكمية ويترك إشارة واضحة أنه قد تم العبث بها، وعندما يصل زوج الكيوبت المنفصلان إلى وجهتيهما فإنها يحافظان على اتصالهما الكمي، حيث أن تغيير حالة أحد الكيوبت سوف يؤدي إلى تغيير حالة الكيوبت الآخر بطريقة فورية.

شبكة الانترنت الكمومية

تتشابه الشبكة الكمومية مع الإنترنت التقليدى، في العمل على نقل كميات ضخمة من البيانات عبر مسافات بعيدة. بيد أنّها تُنجِزْ ذلك عبر استخدام وحدات الـ”بت الكمومي”، (“كيوبت”)، وهي أصغر وحدة معلومات في الأنظمة الكمومية، بين أجهزة معالجة كمومية، وتقدّم بالتالي أشكالاً جديدة من الإمكانات، إضافة إلى تقديمها الميزات التي تمنحها التقنيات المعمول بها حالياً. 

إن شبكة الإنترنت الكمومية تعتمد على قوانين ميكانيكا الكم للتحكم في المعلومات ونقلها بشكل أكثر أمانا، في الإنترنت الكمي، المعلومات المخزنة في الكيوبتات (المكافئ الكمي لبتات الكمبيوتر)، يتم نقلها أو نقلها عن بعد، عبر مسافات طويلة من خلال التشابك، والتشابك هو ظاهرة يتم من خلالها ربط جسيمين بطريقة يتم فيها مشاركة المعلومات مع الآخر في نفس الوقت بالضبط، وهذا يعني أن الحالة الكمومية لكل جسيم تعتمد على حالة الآخر، حتى عندما تفصل بينهما مسافة كبيرة، وبالتالي، فإن النقل الآني الكمي هو نقل الحالات الكمية من موقع إلى آخر.

وتعتمد شبكة الإنترنت الكمومية على الفوتونات التي تظهر حالة كمومية تُعرف بالتشابك، مما يسمح لها بمشاركة المعلومات عبر مسافات طويلة دون وجود اتصال مادي، ويمكن استخدام شبكة الإنترنت الكمومية لتوصيل أجهزة حاسب كمومية مختلفة ببعضها البعض، مما يساعد على تعزيز قوة الحوسبة الكلية.

ويمكن للمستهلكين الاستفادة من شبكة الإنترنت الكمومية لشراء منتجات مع مخاطر أقل بشأن سرقة تفاصيل بطاقة الائتمان، أو إرسال معلومات شخصية حساسة، مثل السجلات الصحية أو أرقام الضمان الاجتماعي.

الخاتمة

تعتمد شبكة الانترنت التى يتم استخدامها على بنية تحتية تتضمن كابلات تقوم بنقل المعلومات والتى تُعرف بكابلات الألياف الضوئية، وهى تتولى مسئولية نقل المعلومات عبر مسافات بعيدة، ويتم تبادل المعلومات اعتمادا على الفوتونات، ومن أجل ضمان تبادل دقيق وسليم للمعلومات عبر كابلات الألياف الضوئية يتم استخدام أجهزة تُعرف بالمكررات (Repeaters)، حيث يتم تركيبها عند مسافات محددة من أجل إعادة توليد الإشارة لكى لا يحدث تشوه للفوتونات أثناء عبورها مسافات طويلة، حيث تتطلب عملية تبادل المعلومات وجود آلية تحفظها من الفقدان أثناء انتقالها من مكان إلى آخر والا لن تصل المعلومة بشكل صحيح، وهذا ينطبق على مجال الانترنت الكمومى والحوسبة الكمومية، ويتمثل الفرق فى طبيعة المعلومات التى يتم تبادلها فى أنظمة المعلومات الكمومية وكيفية تمثيلها، فالأنظمة التقليدية تُمثل عبر البتات الرقمية التى تأخذ إحدى القيم (صفر أو واحد)، بينما تعتمد أنظمة المعلومات الكمومية على مفهوم الكيوبت وقوانين الفيزياء الكمومية لتمثيل المعلومات، ومنها خاصية التشابك الكمومى.

المراجع

  • Cuomo, D., Caleffi, M., & Cacciapuoti, A. S. (2020). Towards a Distributed Quantum Computing Ecosystem. arXiv preprint arXiv:2002.11808.
  • Valivarthi, R., Davis, S. I., Peña, C., Xie, S., Lauk, N., Narváez, L., … & Iskander, G. (2020). Teleportation Systems Toward a Quantum Internet. PRX Quantum, 1(2), 020317.
  • Cacciapuoti, A. S., Caleffi, M., Tafuri, F., Cataliotti, F. S., Gherardini, S., & Bianchi, G. (2019). Quantum internet: Networking challenges in distributed quantum computing. IEEE Network, 34(1), 137-143.
  • Chakraborty, K., Rozpedek, F., Dahlberg, A., & Wehner, S. (2019). Distributed Routing in a Quantum internet. arXiv preprint arXiv:1907.11630.

COBIT (2) أمن المعلومات (14) الأمن السيبراني (10) الإقتصاد (5) الاختراق (2) الادارة الالكترونية (9) الامن السيبراني (4) الانترنت (6) البلوك تشين (6) البلوكشين (3) البيانات (5) البيانات الضخمة (9) التجارة الإلكترونية (10) التحول الرقمي (6) التسويق الرقمي (4) التعليم (2) التعليم التفاعلي (2) التعليم عن بعد (4) التقنيات الحديثة (18) التنقيب في البيانات (2) التنمر (2) الجرائم الالكترونية (2) الحكومة الالكترونية (4) الحكومة الذكية (4) الحوسبة السحابية (8) الخدمات الذكية (2) الدليل الرقمي (2) الذكاء (2) الذكاء الإصطناعي (3) الذكاء الاصطناعي (2) الرقمي (2) الروبوت (2) الطب (3) العملات الالكترونية (7) المحاسبة الرقمية (4) المدن الذكية (4) المنازل الذكية (2) النقود الإلكترونية (2) النوافذ الذكية (2) الواقع الافتراضي (3) انترنت الاشياء (4) تحليل البيانات (5) تقنيات التعليم (4) تقنية البلوكشين (4) حوكمة تقنية المعلومات (3)

Print Friendly, PDF & Email

قيمنا

5 / 5. 1

اترك تعليقًا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

انتقل إلى أعلى