مقالة : القمر الاصطناعي الصيني يرسل شفرة غير قابلة للكسر

بكين 10 أغسطس 2017 /أصبح العلماء الصينيون أول من يفهم تصنيف مفتاح الكم من الأقمار الصناعية إلى الأرض، ما يرسي أساسا لبناء شبكة اتصالات عالمية شاملة.

وتم نشر الانجاز، الذي تم بناءً على تجارب أجريت على القمر الصناعي الأول في العالم وهي "تجارب الكم على مقياس الفضاء" في مجلة الطبيعة الأكاديمية الرسمية اليوم الخميس.

وعلق المراجعون على مجلة الطبيعة بأن التجربة انجازا رائعا، وشكلت معلما بارزا في هذا المجال.

وسمي القمر الاصطناعي "ميكيوس" تيمنا بإسم فيلسوف وعالم صيني في القرن الخامس قبل الميلاد ، والذي يعتبر أول شخص يجري تجارب بصرية. وأرسل القمر الاصطناعي الذي يزيد وزنه عن 600 كيلوجرام إلى مدار قريب متزامن مع الشمس على ارتفاع 500 كيلومتر عن سطح الأرض في 16 أغسطس 2016.

قال بان جيان وي العالم الرئيسي في تجارب الكم على مقياس الفضاء والأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم، إن القمر الصناعي أرسل مفتاحا كميا للمحطات الأرضية في شينغلونغ في مقاطعة خبي شمالي الصين وننشان بالقرب من أرومتشي حاضرة منطقة شينجيانغ الويغورية ذاتية الحكم شمال غربي الصين.

وتابع بان أن مسافة الاتصال بين القمر الصناعي والمحطة الأرضية تتراوح بين 645 كيلومترا إلى 1200 كيلومتر ، ومعدل إرسال المفتاح الكمي من القمر الاصطناعي إلى الأرض أكثر بـ 20 أمرا من كفاءة أكبر حجم متوقع باستخدام الألياف البصرية من نفس الطول.

وأضاف أن إنشاء وصلة موثوقة وفعالة من الفضاء إلى الأرض من أجل نقل الحالة الكمية المؤمنة يمهد الطريق أمام شبكات كمية عالمية النطاق.

هاك-برهان الاتصالات

ووسط السعي إلى اتصالات خاصة وآمنة للغاية، عادة ما يعتمد التشفير التقليدي في المفتاح العمومي على التعقيد الحسابي المتصور لبعض الوظائف الرياضية.

ولكن الكومبيوتر الكمومي القوي الذي لا يزال العلماء في جميع أنحاء العالم يعملون على تطويره، وينظر إلى على أنه تهديد، سيجعل كل شيء على أجهزة الكمبيوتر العادية القابلة للاشتعال . إلا أن كل ذلك علمه ذات وجهين لأن آلية الكم أيضا بمثابة حامي للمعلومات.

ومن خلال تسخير التشابك الكمي، يتم استخدام التكنولوجيا الكمية الرئيسية في الاتصالات الكمومية واستبعاد إمكانية التصنت بالتأمين التام للاتصالات .

وأوضح بان أن مفتاح الكم يتكون من سلسلة من الأرقام العشوائية المتوالدة بين اثنين من المستخدمين المتصلين لترميز المعلومات، وبمجرد اعتراضها أو قياسها فإن الحالة الكمومية للمفتاح ستتغير وستتعرض المعلومات التي تم اعتراضها للتدمير الذاتي.

وقال بان إن التصنت على القناة الكمومية بمحاول الحصول على معلومات من المفتاح سيحدث اضطرابات للنظام ويمكن الكشف عنها من قبل المستخدمين المتصلين.

القيود المريحة في الفضاء

من الناحية العلمية فإن المسافة القابلة للتحقيق لتوزيع المفاتيح الكمومية اقتصرت على بضع مئات من الكيلومترات بسبب فقدان الفوتونات في انتقالها عن طريق الألياف الضوئية.

قال بان: "إذا نقلنا المفتاح الكمي من خلال ألياف طولها 1200 كم حتى مع وجود مصدر فوتون واحد رئيسي وكاشفات فوتون مثالية، فسنحصل على مفتاح منفرد بسعة 1 بت كل 6 ملايين سنة".

وتابع بان أن هناك حلا واعدا أكثر ومباشر للتوزيع الكمي على نطاق عالمي من خلال الأقمار الاصطناعية، وذلك بإرسال الفوتونات بين محطات الأقمار الاصطناعية والمحطات الأرضية يوسع إلى حد كبير نطاق الاتصالات الكمومية.

وبالمقارنة مع القنوات الأرضية أدى الاتصال بالأقمار الصناعية إلى انخفاض كبير في الخسائر. ويرجع ذلك أساسا إلى السمك الفعال للغلاف الجوي على بعد 10 كم، حيث أن معظم مسار انتقال الفوتون في مساحة فارغة يعطي فرصة ضئيلة للاضطراب.

ويتوقع العلماء أن تواصل الاتصالات الكمومية تغيراتها الجذرية في التنمية البشرية في العقدين أو الثلاثة عقود المقبلة، لأن هناك أفاقا هائلة لتطبيق الجيل الجديد من الاتصالات في ميادين مثل الدفاع والجيش والمالية.

 ok