العلماء الروس يحرزون "طفرة علمية" في أنظمة توزيع المفاتيح الكمومية

شارك |

جهينة نيوز:

طور علماء روس خوارزمية تعمل على تحسين كفاءة الكشف عن الفوتون في أنظمة توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) وذلك وفق ما ذكرت وكالة سبوتنيك.

ويشار إلى أن نتائج هذه الدراسة تم نشرها في مجلة "آي إي إي إي فوتونيكس جورنال" (IEEE Photonics Journal)، ويعد توزيع المفاتيح الكمومية طريقة موثوقة للغاية لتشفير المعلومات، وهي مصممة لاستبعاد احتمال تسربها أو اختراقها بالوسائل الرقمية. وعندما يتم إرسال المفتاح، "التعليمات" لتشفير وفك تشفير المعلومات، يتم تنشيط عمل الغموض الكمومي، مما يجعل من المستحيل نظرياً اعتراض المفتاح بواسطة أدوات القرصنة الحالية.

وفي هذا السياق، يوضح العلماء أن أحد الأجهزة الرئيسية في QKD هو كاشف الفوتونات الوحيدة، وهو بمثابة عداد يسمح بتسجيل إشعاع ضوئي شديد الانخفاض.

ويشير الباحث أنطون لوسيف في مركز NTI للاتصالات الكمومية في الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية "ميسيس" (NUST MISIS) إلى أن المشكلة تكمن في أنه لدى العديد من الأعمال المخصصة لأجهزة الكشف، لم يتم إيلاء الاهتمام الكاف لتحليل تأثير مؤشرات جهد البوابة على الخصائص التشغيلية لكاشف الفوتونات الوحيدة.

وأردف: "أما في عملنا فإننا نوضح أنه حتى للوهلة الأولى، يمكن لأهم مؤشرات التحكم في الكاشف أن تسهم بشكل كبير في أداء كل من الكاشف نفسه ونظام QKD بشكل عام".

وأظهرت الدراسة بأنه هناك تأثير كبير لاتساع جهد البوابة المتناوبة على المؤشرات الوظيفية لكاشف الفوتونات الوحيدة، ووفقاً للعلماء فقد تم التمكن من صياغة توصيات شاملة لتحسين أداء كاشف الفوتونات الوحيدة مع البوابة الجيبية.

ويعتقد الباحثون في مختبر الاتصالات الكمومية بجامعة ميسيس أن "مفتاح الحل الصحيح لمشاكل تقنيات الكم هو الأسلوب الشمولي للعلماء، والذين يعملون بالتناوب كمهندسين ومطوري برمجيات ومساعدي مختبرات ومنظرين للنمذجة الرياضية".

وأشار الباحث في مركز NTI للاتصالات الكمومية فلاديمير زافوديلينكو إلى هذا الاطار قائلاً:

"نعتقد أن الظروف الفريدة المتوفرة لدى مختبرنا سمحت لنا بإجراء تجربة صحيحة وتطوير خوارزمية فعالة لتحسين كاشف الفوتونات الوحيدة، ونحن في هذا المختبر، نقوم بإجراء قياسات تلقائياً على منصة خاصة تم تصميمها من قبلنا بنظام فريد للتحكم ومعالجة نتائج القياس".

والجدير بالذكر أنه في الدراسات اللاحقة من المقرر دراسة تأثير "تأخير الانهيار" في كاشف الفوتونات الوحيدة، والذي تم تحديده أيضاً في سياق الدراسة، ويقوم الكاشف بتحديد هذا التأثير في موضع معين، مما يؤثر على المستوى الإجمالي للأخطاء في نظام QKD، ونتيجة لذلك يؤثر على المعدل الإجمالي الأقل لتوليد المفتاح الكمومي.

وفي وقت سابق، تم الحديث عن إطلاق أول شبكة كمومية بين الجامعات للنظام الإيكولوجي المتاحة للاستخدام والتي وحدت بين حرم جامعة ميسيس وجامعة موسكو التقنية للاتصالات والمعلوماتية.

أخبار ذات صلة

• علماء روس يتمكنون من إنبات البطيخ في القطب الجنوبي وتلقيح النبات يدوياًً
• علماء روس يطورون مختبرا متنقلا لصنع قلب اصطناعي
• علماء روس يطورون "جلد إلكتروني" يسمح في المستقبل بالتخلي عن إجراء الخزعة المؤلمة
• علماء روس يطورون روبوتات خاصة لتدليك أجسام رواد الفضاء خارج الأرض
• علماء روس يتوصلون لطريقة مراقبة حركة الأدوية داخل جسم الإنسان