تمكن العلماء الصينيون والروس لأول مرة من استخدام قمر صناعي صيني للاتصالات الكمومية لمسافات بعيدة.

 

وأوضح مدير معهد الفيزياء وهندسة الكم في جامعة هندسة الإنشاء الروسية أليكسي فيدوروف إلى أن التشفير الكمي عبر الأقمار الصناعية يتيح فرصاً جديدة لحماية البيانات الواردة من المنشآت الواقعة على مسافة كبيرة.

 

وأفادت الخدمة الصحفية في جامعة هندسة الإنشاء الروسية، أن الفيزيائيين الروس والصينيين كان قد أجروا تجربة مشتركة على استخدام القمر الصناعي الصيني للاتصالات الكمومية "Mo- Tzu"  بغية النقل الكمي لمفاتيح التشفير على مسافة 3800 كيلومتر تقريباً وتبادل الرسائل والصور عبر قناة اتصال محمية، ولضمان تشغيلها تم بناء أول محطة أرضية للاتصالات الكمومية عبر الأقمار الصناعية في مدينة زفينيغورود الروسية.

 

وقال فيودوروف: "بفضل جهود بذلها فريق من العلماء والمهندسين تم إنشاء محطة استقبال فريدة من نوعها، تسمح بحقيق اتصالات مستقرة مع القمر الصناعي، وكذلك فك تشفير حالات الاستقطاب للفوتونات المنفردة المرسلة منه، ويفتح التشفير الكمي للقمر الصناعي فرصاً جديدة لحماية البيانات الواردة من المنشآت الواقعة على مسافة كبيرة".

 

وأكد فيدوروف وزملاؤه إلى أن إحدى المشاكل الرئيسية في تشغيل أنظمة الاتصالات الكمومية الحديثة تكمن في أن الضوء يتلاشى تدريجياً أثناء انتقاله عبر الألياف الضوئية، ولهذا السبب فإن المسافة بين عُقد الشبكة الكمومية لا تزيد حالياً عن عدة مئات من الكيلومترات عند استخدام أنظمة نقل البيانات الأرضية.

 

ويُذكر أنه أصبح من الممكن زيادة مسافة إرسال المعلومات الكمومية من خلال تبادل البيانات ليس من خلال كابلات الألياف الضوئية الأرضية فحسب، بل ومن خلال أقمار الاتصالات الصناعية.

 

وأطلق العلماء الصينيون في أيلول عام 2016،  القمر الصناعي المداري "Mo-Tzu" واستخدموه بنجاح لإجراء أول اتصالات "عابرة للقارات" لنقل المعلومات الكمومية.

 

و منذ عام 2019، انضم الفيزيائيون من جامعة هندسة الإنشاء الروسية ومركز الكم الروسي وشركة"QSpace" الناشئة الروسية إلى هذا المشروع.

 

وأنهى العلماء الروس مؤخراً تطوير أول محطة اتصالات أرضية محلية تسمح بإنشاء اتصال بالقمر الصناعي "Mo-Tzu"، وتبادل معها مجموعة من الفوتونات الفردية وجزيئات الضوء، في حالات الاستقطاب التي تكون فيها المعلومات المرسلة مشفرة، وتم نشر محطة الاتصالات هذه في مدينة زفينيغورود بمنطقة موسكو، حيث تمكن الباحثون من الاتصال بزملائهم الصينيين.

 

وتبادل الباحثون من خلال جلسة الاتصال هذه، مفاتيح التشفير، وكذلك الرسائل النصية والصور المشفرة بقياس 256 × 64 بكسل، وقاموا بدراسة شاملة لمستوى الأمان لجميع مكونات أنظمة الاتصالات الفضائية الكمومية.

 

ووفقاً لعلماء الفيزياء، فقد أكد ذلك مرة أخرى إمكانية استخدام "Mo-Tzu"  لإجراء جلسات اتصال كمومية لمسافات طويلة للغاية، وأظهر قدرة روسيا على استخدام هذه الأنظمة.

 

وتجدر الإشارة إلى أن الاتصال الكمي يستفيد من قوانين فيزياء الكم لحماية البيانات، وتسمح هذه القوانين للجسيمات (عادةً فوتونات الضوء) بنقل البيانات على طول الكابلات الضوئية بأخذ حالة من التراكب.

 

وتعد أنظمة الاتصالات الكمومية أكثر أماناً من الشبكات العادية، لأنها تعتمد على الخصائص الكمومية للفوتونات، بدلاً من رمز الكمبيوتر الذي يمكن كسره.