يَعِدُ الإنترنت الكمي بتحقيق تواصل آمن جدًا وسريع جدًا. ولكن، هل من الممكن حقًّا تطبيقه على نطاق عالمي؟
بالتأكيد، طبقًا لتجربة جديدة تم تطبيقها بين أقمار صناعية في مداراتها وقاعدة أرضية.
تمكن فريق العلماء من تبادل العديد من الفوتونات المضبوطة بدقة على شكل نبضات من الأشعة تحت الحمراء بين نظام الملاحة الفضائي العالمي (Glonass) الروسي في الفضاء، والمركز الفضائي الجيوديسي التابع لوكالة الفضاء الإيطالية على الأرض.
أن نتمكن من جعل هذه البيانات تعبر 20000 كيلومتر من الهواء والفضاء دون أي ضياع؛ ليس عملًا سهلًا، ولكن الدلائل تشير إلى أن هذه الشبكة العالمية قابلة للتطبيق.
يقول أحد الباحثين، غوسبي فالوني Giuseppe Vallone، من جامعة بادوفا في إيطاليا: «الاتصالات الكمومية الفضائية تمثل طريقةً واعدةً لضمان الأمان بين الأقمار الصناعية والأرض والأقمار الصناعية فيما بينها عبر استخدام تقانة التوزيع الكمومي للمفاتيح (QKD)».
تشير طريقة التوزيع الكمومي للمفاتيح (QKD) التي ذكرها فالوني، إلى استخدام قوة ميكانيك الكم في تشفير البيانات. وبسبب طبيعة ميكانيك الكم الهشة، فإن أي محاولة لاعتراض البيانات يمكن كشفها بسهولة، ما يجعل اعتراض الاتصالات المشفرة ب (QKD) غير ممكن.
في الحقيقة، إن محاولة اختراق رسالة كمومية سيؤدي إلى تدمير الرسالة ذاتيًا.
كل هذا جيد نظريًا، ولكن إبقاء قنوات الاتصال الأمنة هذه مفتوحة على بعد مسافات كبيرة أثبت صعوبته.
كان مفتاح تبادل البيانات الناجح هنا هو استخدام عاكسات مثبتة على الأقمار الصناعية للحفاظ على سلامة الإشارات الضوئية البعيدة، ما أدى إلى كسر المسافة القياسية السابقة لهذا النوع من الاتصالات الكمية بمقدار 15،000 كيلومتر إضافي (9،321 ميلًا).
في حين أن الاتصال الموثوق بالأقمار الصناعية التي توضع في مدارات عالية، مثل الأقمار التابعة لـ GLONASS، أكثر صعوبةً، فإنها تمر ضمن نطاق المحطات الأرضية بشكل أكثر انتظامًا، ما قد يمكن من بناء شبكة كمومية غير قابلة للخرق يمكن أن تمتد عبر الكرة الأرضية.
لقد بدأنا للتو بالعمل على هذا النوع من التكنولوجيا- لأسباب منها أن العلماء ما زالوا يحاولون معرفة ما إذا كان بالإمكان تطبيقها بالفعل- كما أنه في الوقت الحالي، ليس من الواضح ما الذي سنستخدم شبكة الإنترنت الكمومية لأجله.
إحدى الأفكار هي أنها قد تصبح امتدادًا آمنًا جدًا للإنترنت العادي، تستخدمه مجموعة صغيرة من التطبيقات والأجهزة.
ما نعرفه الآن هو أن الاتصالات الكمومية ممكنة بين الأرض والأقمار الصناعية العالية المدارات؛ ما يوسع من نطاق وصول التكنولوجيا الجديدة.
هذا مهم لأن الشبكات الفضائية التي نعتمد عليها تستمر في التطور.
يقول فالوني: «التقنيات المعتمدة على الأقمار الصناعية تشمل مجموعةً واسعةً من التطبيقات المدنية، العلمية، والعسكرية مثل الاتصالات، الملاحة، التوقيت، الاستشعار عن بعد، الأرصاد الجوية، الاستطلاع، البحث والإنقاذ، استكشاف الفضاء، وعلم الفلك».
يضيف فالوني: «إن جوهر هذه الأنظمة هو نقل المعلومات والبيانات بأمان من الأقمار الصناعية التي تدور في الفلك إلى محطات أرضية على الأرض. لذا، فإن حماية هذه القنوات من خصم خبيث أمر بالغ الأهمية لكل من العمليات العسكرية والمدنية».
- ترجمة: مهران يوسف
- تدقيق: أحلام مرشد
- تحرير: زيد أبو الرب
