داخل شركة بيع التشابك الكمي

مهدي نمازي يريد أن يبيع لك التشابك الكمي.

لقد أمضى هو وزملاؤه في Qunnect ما يقرب من عقد من الزمن في بناء الأجهزة التي تجعل مشاركة جسيمات الضوء المتشابكة الكميًا، أو الفوتونات، عملية بما يكفي لاستخدامها في اتصالات لا يمكن اختراقها.

وفي المقر الرئيسي لشركة كونيكت في بروكلين بنيويورك، تمتلئ الطاولات الكبيرة بأشعة الليزر، والعدسات، والبلورات الخاصة، وغيرها من المكونات الصغيرة التي يستخدمها الباحثون لمعالجة الضوء. ومن المقرر أن يتم تعبئتها جميعًا بشكل أنيق في صناديق أرجوانية زاهية ومن ثم شحنها إلى شركات بناء أخرى لتقنيات الاتصالات في المستقبل.

على خلفية أفق نيويورك المذهل، يفتح نامازي لي صندوقًا، ويكشف عن إلكترونيات لا تبدو للوهلة الأولى رائعة بشكل خاص. ولكن إذا قمت بتجميع العديد من هذه الصناديق معًا، فستحصل على ما تسميه الشركة رف كارينا – ويمكن لأرفف كارينا أن تحدث أشياء كمومية رائعة.

وفي شهر فبراير، استخدم فريق كونيكت هذه الرفوف لإجراء “تبديل التشابك” عبر 17.6 كيلومترًا من كابلات الألياف الضوئية التي تربط بين بروكلين ومانهاتن عبر مركز بيانات تجاري.

مبادلة التشابك هي عندما يتم نقل خاصية التشابك الكمي من زوج من الفوتونات إلى آخر. عندما تتشابك الفوتونات، فإنها تكون حساسة للغاية لأي محاولات للتلاعب بها، مما يجعل من المستحيل تقريبًا سرقة المعلومات المخزنة بداخلها خلسةً. ومن خلال المبادلة، يصبح من الممكن توسيع هذه الخاصية غير القابلة للاختراق إلى إنترنت كمي بعيد المدى.

قام Qunnect بتبديل التشابك الكمي بشكل موثوق بين 5400 زوج من الفوتونات كل ساعة بينما كانت الشبكة تعمل بشكل مستقل لعدة أيام. لقد قامت أفضل التجارب السابقة بتبادل التشابك بنصف هذا المعدل أو أقل.

قبل أن يتمكن حامل كارينا من أداء حيله، يجب إنشاء الفوتونات المتشابكة بواسطة جهاز منفصل. أنظر إلى قلب “مصدر التشابك” هذا وأرى صندوقًا زجاجيًا ومعدنيًا صغيرًا مملوءًا ببخار ذرات الروبيديوم التي يجب ضربها بضوء الليزر لإنتاج أزواج الفوتون. أصغر التفاصيل مهمة هنا. أخبرني نامازي كيف تمكن فريقه من زيادة عدد الفوتونات المتشابكة التي أنتجها عن طريق ضبط الزاوية التي تدخل بها أشعة الليزر إلى الصندوق.

بمجرد إنشاء الأزواج، يرسلها حامل كارينا عبر شبكة من الألياف عبر مدينة نيويورك، على سبيل المثال إلى مختبرات جامعة نيويورك وجامعة كولومبيا.

يشرح نامازي كيف يمكنني البدء في إعداد نظام مشاركة التشابك الخاص بي، إذا أردت، على سبيل المثال، إرسال رسائل فائقة الأمان إلى صديق. “إذا كان لديك اثنين من هؤلاء [Carina] يقول نمازي: “على الرفوف، يمكنك توزيع التشابك في غضون ساعات قليلة”.

وتحتفظ شركة Qunnect بأحد هذه الرفوف في مركز بيانات تجاري في مانهاتن، والذي تديره شركة الاتصالات QTD Systems. عندما سألت بيتر فيلدمان من QTD عن ذلك، ردد مشاعر نمازي. ويقول: “ليس من الضروري أن أعرف أي شيء عن فيزياء الكم”. يمكن التحكم عن بعد في الأجهزة التي تحافظ على تشغيل الفوتونات المتشابكة عبر شبكة Qunnect ويمكن تشغيل العملية بشكل مستقل لمدة أسابيع في المرة الواحدة.

إن محاولات بناء إنترنت كمي غير قابل للاختراق ليست فريدة من نوعها بالنسبة لمدينة نيويورك. توجد العديد من الشبكات الكمومية الحضرية الأخرى في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك في خفي، الصين، وشيكاغو، إلينوي. وفي كل حالة، لا يزال هناك عمل يتعين القيام به للوصول إلى الإمكانات الكاملة، بما في ذلك إصلاح مشكلة فقدان الفوتونات غالبًا على مسافات طويلة.

لكن نامازي يقول إن الوصول إلى التشابك الكمي يمكن أن يكون مفيدًا بالفعل. يمكن خلط الفوتونات المتشابكة في تيارات من الضوء الكلاسيكي الذي يحمل المعلومات، وتكون بمثابة سلك تعثر كمي من نوع ما، مما يكشف عن أي محاولات شريرة لاعتراضه.

قد يكون الاستخدام الآخر على المدى القريب هو تأكيد هوية الشخص الذي تتبادل معه المعلومات الحساسة بناءً على موقعه، كما يقول ألكسندر جايتا من جامعة كولومبيا، الذي يتعاون مع شركة Qunnect. وهذا ممكن مرة أخرى بفضل الطبيعة الكمومية للفوتونات المتشابكة. هناك العشرات من المؤسسات المالية في حي واحد فقط بمدينة نيويورك يمكنها الاستفادة من هذه القدرات، كما يقول جواد شاباني من جامعة نيويورك. “بمجرد أن يكون لديك البنية التحتية، سيأتي المستخدمون النهائيون، وربما يكونون على الجانب الآخر من الشارع.”

على الرغم من أن الإنترنت الكمومي لا يزال بعيدًا عن الاتجاه السائد، إلا أنني أثناء رحلة بالسيارة من المقر الرئيسي لشركة Qunnect إلى مركز بيانات QTD، أذهلني مقدار ما يتم تشغيله بالفعل. عندما أعبر أحد جسور نيويورك، أفكر في عدد الفوتونات المتشابكة التي فعلت الشيء نفسه أيضًا. سكان نيويورك الكميون المشغولون بالأماكن التي يمكنهم التواجد فيها.