أظهر باحثون في معهد نيلز بور في جامعة كوبنهاغن في الدنمارك، كيفية تحويل البيانات الناتجة من أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى صوت، وتخزينها في طبول لتكون بمنزلة ذاكرة كمومية.
تشير النتائج إلى استراتيجية جديدة لتخزين البيانات بسرعة عالية وبنسبة أمان مرتفعة للغاية، وذلك عند انتشار الحوسبة الكمومية.
تتم عمليات نقل البيانات في الحوسبة الثنائية -أي المعتمدة على نظام العد الثنائي- عبر شبكات كابلات الألياف الضوئية.
تزداد كمية الضوضاء المتولدة في كابل الألياف الضوئية بشكل كبير مع المسافة التي تقطعها الإشارة، حتى يتعذر فك تشفيرها.
للتغلب على هذه المشكلة، تستخدم الشبكات الحاسوبية مضخمات، إذ تُضخَّم الإشارة على طول مسار النقل، وفي حين يعمل هذا في نظام الحوسبة الثنائية، ومن أجل تطبيق هذا النهج بفعالية، يجب أولًا تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات ثنائية قابلة للتضخيم.
لكن قد تؤدي عمليات التحويل هذه إلى بطء في أداء الشبكة، وجعلها عرضة لخطر الهجمات الإلكترونية.
استخدام الصوت لتخزين البيانات:
في جامعة كوبنهاجن، حيث أجرى نيلز بور أبحاثه ذات مرة، بذل الفريق جهدًا كبيرًا لإظهار نهج مبتكر لتخزين البيانات الكمومية: الأسطوانة الكمومية.
يحتوي الغشاء الصغير للأسطوانة، المصنوع من السيراميك، على ثقوب منتشرة حول حوافها بنمط أنيق. عندما يسقط ضوء الليزر على الغشاء، يبدأ بالنبض، ويمكن تخزين الاهتزازات الصوتية للأسطوانة وإعادة توجيهها.
خلال عملهم السابق، عرف الباحثون أن الغشاء يبقى في حالة كمومية هشة، مايعني قدرته على استقبال البيانات ونقلها دون فقدانها.
قال مادس بيريغارد كريستنسن، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد نيلز بور: «من المرجح أن تكون الذاكرة الكمومية أساسية لإرسال المعلومات الكمومية عبر مسافات كبيرة ، على هذا فإن ما طورناه هو جزء مهم من أساس إنترنت المستقبل، القائم على السرعة الكمومية والأمن الكمي».
أفضل من أنظمة التخزين الذرية:
أدت أبحاث مماثلة في مجال استراتيجيات التخزين الكمي إلى استخدام الأنظمة الذرية، إذ يُستخدم الضوء لتحفيز الإلكترونات. مع ذلك، يشير فريق البحث إلى أن هذا النهج له قيود، إذ لا يمكن تحديد التصميم الذري أو ترددات الضوء التي قد تتفاعل معها إلكترونات الضوء.
أوضح ألبرت شليسر، أستاذ الفيزياء في جامعة كوبنهاجن، المشارك في البحث: «يوفر نظامنا الميكانيكي الكبير مرونة أكبر، إذ يمكن تعديله بسهولة لتكييف الطبل الكمي مع أي تغييرات في قواعد اللعبة».
أثبت الباحثون في عملهم أن فقدان الإشارة في الأسطوانة الكمية منخفض، ويمكنها التعامل مع جميع ترددات الضوء المستخدمة في كابلات الألياف الضوئية، ويمكنها أيضًا تخزين البيانات واسترجاعها عند الحاجة، وقد حقق الفريق رقمًا قياسيًا قدره 23 مللي ثانية من وقت الذاكرة باستخدام هذا النهج.
أضاف البروفيسور شليسر: «لقد بدأنا هذا البحث مبكرًا، وما تزال تقنية الحوسبة الكمومية والاتصالات في مرحلة التطوير الأولى. مع ذلك، بفضل التقدم المتحقق، يمكن توقع استخدام الأسطوانة الكمومية بمنزلة ذاكرة وصول عشوائية كمومية في المستقبل، ما سيكون ابتكارًا مهمًا».
اقرأ أيضًا:
كيوس جي بي تي: برنامج ذكاء اصطناعي يسعى لتدمير البشرية، وهو متصل الآن بالإنترنت!
هل تؤثر حالة الطقس في اتصال الإنترنت؟
ترجمة: يوسف الشيخ
تدقيق: نور حمود
