خب دوستای کنجکاوم، حاضرید یه خبر فوق‌العاده عجیب و باحال رو در مورد آینده اینترنت و کامپیوترها بشنوید؟ قضیه اینه که یه تیم مهندسی از دانشگاه پنسیلوانیا تونسته یه شاهکار مهندسی رو پیاده کنه که واقعاً دهن آدم رو باز می‌ذاره!
تا حالا در مورد اینترنت کوانتومی چیزی شنیدین؟ اگه نه، بزارین یه توضیح کوچیک بدم: اینترنت کوانتومی یعنی شبکه‌ای که به جای صفر و یک کلاسیک، با ذرات کوانتومی که خاصیت‌هایی خیلی متفاوت دارن (مثل درهم‌تنیدگی یا Entanglement که یعنی تغییر یکی بلافاصله رو اون یکی هم تاثیر می‌ذاره)، اطلاعات رو منتقل می‌کنه. این ایده به کامپیوترهای فوق‌العاده سریعتر و امن‌تر (به نسبت امروز!) منجر میشه.
حالا چالش اینجاست: ذرات کوانتومی خیلی حساسن و فقط با نگاه کردن بهشون، اطلاعاتشون نابود میشه! دقیقاً برعکس شبکه‌های معمولی که همین ثبت و هدایت اطلاعات باعث کار کردنشون میشه.
اینجا بود که دانشمندا اومدن و یه چیپ عجیب ساختن به اسم Q-chip یا همون “تراشه کوانتومی-کلاسیک ترکیبی”. این چیپ همونیه که کمک می‌کنه ذره کوانتومی اطلاعاتش رو از دست نده و همچنان تو بستر کابل‌های فیبر نوری معمولی – همون‌هایی که اینترنت خونه‌مون رو میارن! – مسیر خودش رو پیدا کنه.
داستان جالب‌ترش اینه که این تیم اومده با همکاری شبکه واقعی شرکت Verizon، همه این کارها رو توی دنیای واقعی و نه فقط توی آزمایشگاه پیاده کرده! یعنی توی یه سرور و یه نود شبکه که با یک کیلومتر کابل فیبر وصل بودن، موفق شدن سیگنال کوانتومی رو با دقت بالای ۹۷٪ منتقل کنن! (دقت یعنی fidelity که توی کوانتوم یعنی اطلاعات تقریباً سالم و دست‌نخورده رسیده.)
خب چطوری این کار شدنیه؟ ترفند این Q-chip اینه که دو تا سیگنال رو با هم می‌فرسته:
۱. یه سیگنال کلاسیک (یعنی نوری معمولی که راحت میشه خوندش) که اول حرکت می‌کنه و راه رو نشون می‌ده.
۲. بعدش سیگنال کوانتومی توی یه “واگن دربسته” میاد که هیچ‌کس حق نداره بازش کنه، چون اطلاعاتش می‌پره.
اون سیگنال کلاسیک مثل لوکوموتیو جلوی قطار اطلاعات راه می‌ره و کمک می‌کنه شبکه بفهمه این بسته کوانتومی باید کجا بره؛ بدون اینکه کسی خودش سیگنال کوانتومی رو دستکاری کنه. یه جور حسگر امن!
از اون طرف چون روی همون پروتکل‌های IP که الان اینترنت باهاش کار می‌کنه اجرا شده، یعنی این کار رو میشه با همین زیرساخت‌های فعلی، گسترش داد. حتی چون این چیپ از جنس سیلیکونه، احتمالاً تولید انبوه‌ش هم راحته و گرون تموم نمی‌شه.
البته شهر پر از نویزه! مثلاً تغییرات دما، ساخت و ساز، حتی لرزش زمین می‌تونن سیگنال رو خراب کنن. اما بچه‌های پن یه سامانه اصلاح خطا (Error Correction System) ساختن که با کمک اطلاعات سیگنال کلاسیک، این تنش‌ها رو تشخیص می‌ده و خطاشو خودش درست می‌کنه؛ اونم بدون اینکه به داده کوانتومی دست بزنه، چون همون کار تموم قضیه رو خراب می‌کنه!
حواستون باشه ما هنوز اول راهیم. مثلاً هنوز نمی‌تونن سیگنال‌های کوانتومی رو تقویت کنن (Amplify) تا مسافتشون بلندتر بشه، چون این کار باعث از بین رفتن اون درهم‌تنیدگی میشه و کل قضیه رو می‌ریزه به هم! سیستم‌های کنونی تو انتقال کلیدهای رمزنگاری (Quantum Key Distribution یعنی فرستادن رمزنگاری‌شده کوانتومی) موفق بودن ولی هنوز بین خود سرورها ارتباط مستقیم کوانتومی برقرار نشده.
یکی از پژوهشگرا مثال باحالی زد: این روزای اینترنت کوانتومی شبیه اوله دهه نود میلادیه؛ همون‌طور که دانشگاها اون موقع شبکه‌هاشون رو بهم وصل کردن و بعدش دیدیم چه انقلابی شد! حالا هم این قدم کوچیک گذاشته شده و معلوم نیست تو آینده با اینترنت کوانتومی چه سورپرایزهایی منتظر ماست.
پس خلاصه؛ راه افتادن اینترنت کوانتومی واقعی روی کابل‌های معمولی، اونم با دقتی که حتی صدای ساخت و ساز و زمین‌لرزه هم نتونه خرابش کنه، یه قدم محکم به سمت آینده‌ایه که فقط تو فیلم‌های علمی-تخیلی می‌دیدیم!
منبع: +
