لأول مرة .. تجربة روسية صينية مشتركة في استخدام قمر صناعي للاتصالات الكمومية

استخدم العلماء الصينيون والروس لأول مرة قمرا صناعيا صينيا للاتصالات الكمومية على مسافات بعيدة.

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

وقد أجرى الفيزيائيون الروس والصينيون تجربة مشتركة على استخدام القمر الصناعي الصيني للاتصالات الكمومية Mo-Tzu بغية النقل الكمي لمفاتيح التشفير على مسافة 3800 كيلومتر تقريبا وتبادل الرسائل والصور عبر قناة اتصال محمية. ولضمان تشغيلها تم بناء أول محطة أرضية للاتصالات الكمومية عبر الأقمار الصناعية في مدينة زفينيغورود الروسية، أفادت بذلك الخدمة الصحفية في جامعة هندسة الإنشاء الروسية.

وقال مدير معهد الفيزياء وهندسة الكم في الجامعة أليكسي فيودوروف إنه "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 فرصا جديدة لحماية البيانات الواردة من المنشآت الواقعة على مسافة كبيرة".

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

وأصبح 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. وعلى وجه الخصوص، أطلق العلماء الصينيون في سبتمبر عام 2016 القمر الصناعي المداري "مو تزو" واستخدموه بنجاح لإجراء أول اتصالات "عابرة للقارات" لنقل المعلومات الكمومية. ومنذ عام 2019، انضم الفيزيائيون من جامعة هندسة الإنشاء الروسية ومركز الكم الروسي وشركة QSpace الناشئة الروسية إلى هذا المشروع.

وأكمل العلماء الروس مؤخرا 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.

ومن خلال جلسة الاتصال هذه، تبادل الباحثون مفاتيح التشفير، وكذلك الرسائل النصية والصور المشفرة بقياس 256 × 64 بكسل، وقاموا بدراسة شاملة لمستوى الأمان لجميع مكونات أنظمة الاتصالات الفضائية الكمومية. وحسب علماء الفيزياء، فقد أكد ذلك مرة أخرى إمكانية استخدام Mo-Tzu لإجراء جلسات اتصال كمومية لمسافات طويلة للغاية وأظهر قدرة روسيا على استخدام هذه الأنظمة.

المصدر: تاس