الصين: أثبت النقل الآني الكمي أنه أكثر كفاءة بنحو 3 مرات في نقل الكيوبتات
اقترب النقل الآني الكمي خطوة أخرى من الاستخدام العملي بعد أن أثبت الباحثون أنه يمكنه نقل المعلومات الكمومية بكفاءة أكبر بكثير من نقل الفوتون المباشر. وأجرى الدراسة فريق بحث في جامعة الصين للعلوم والتكنولوجيا. أظهرت التجارب أن أسلوب النقل الآني كان أكثر كفاءة بثلاث مرات تقريبًا من نقل الفوتون المباشر. كما أنها تفوقت على الطريقة التقليدية عندما تم تعزيزها باستخدام الاستنساخ الكمي الأمثل. وفقًا للباحثين، يمكن أن تساعد النتائج في التغلب على فقدان الفوتون عبر مسافات طويلة، والذي يعتبر أحد أكبر العقبات التي تواجه شبكات الاتصال الكمومية العملية. يستخدم الاتصال الكمي الفوتونات، وهي جسيمات الضوء، لنقل المعلومات الكمومية. وعندما تنتقل هذه الفوتونات عبر الألياف الضوئية أو الفضاء الحر، فإن الكثير منها يتبعثر أو يتم امتصاصه. ويصبح فقدان الفوتون هذا أكثر خطورة على مسافات أطول. إنه يجعل الاتصال الكمي الموثوق به صعبًا بشكل خاص. نقل كمي فعال للتغلب على هذا القيد، تحول الباحثون إلى النقل الكمي الآني. تنقل العملية الحالة الكمية لجسيم إلى آخر من خلال التشابك الكمي دون تحريك الجسيم نفسه فعليًا. التشابك الكمي هو ظاهرة يصبح فيها جسيمان أو أكثر متصلين. قياس أحدهما يحدد على الفور حالة الآخر، بغض النظر عن المسافة بينهما. “في علم المعلومات الكمي، وصلنا إلى مرحلة لم يعد فيها الهدف المركزي مجرد إظهار التأثيرات الكمومية الرائعة، ولكن إظهار أن التقنيات الكمومية يمكن أن تتفوق في الأداء على أفضل البدائل الكلاسيكية في مهام محددة جيدًا،” قال تشاويانغ لو، دكتوراه، باحث فيزياء ومؤلف مشارك في الدراسة لـ Phys.org. لقد أمضى العلماء أكثر من أربعة عقود في دراسة النقل الكمي الآني. ومع ذلك، حتى الآن، لم يقارنوا مباشرة بين النقل الآني الكمي وإرسال الفوتونات عبر قناة الاتصال نفسها. لقد أنشأ الفريق الصيني الآن مخططًا بصريًا بالكامل يقوم عن بعد بإعداد أزواج فوتونات متشابكة عالية الجودة. وهذا يسمح بمواصلة النقل الآني حتى عندما تعاني قنوات الاتصال من فقدان كبير للفوتون. نهج أفضل تنتج طريقة الفريق ستة فوتونات، وتقيس أربعة منها، ثم تستخدم القياسات لإنشاء زوج متشابك من آينشتاين-بودولسكي-روزين (EPR) في الفوتونين المتبقيين. يتجنب الزوج المتشابك إلى حد كبير خسائر الإرسال، مما يحسن موثوقية النقل الآني. ولاختبار الطريقة، استخدم الفريق قناة اتصال تمت معايرتها بعناية بمعدل إرسال يبلغ حوالي واحد بالمائة فقط. وقاموا بتقييم كفاءة ودقة الحالات الكمومية المنقولة آنيًا ومقارنة النتائج. وصل النقل الآني الكمي إلى كفاءة نقل أعلى بثلاث مرات تقريبًا من إرسال الفوتونات مباشرة عبر نفس القناة المفقودة. لقد كان هذا أول دليل على أن النقل الآني يمكن أن يتفوق على انتقال الفوتون المباشر. وفقًا لفريق البحث، يشير العمل إلى أن النقل الآني الكمي يمكن أن يصبح أداة عملية لأنظمة الاتصالات الكمومية المستقبلية. وتابع لو: “إن إظهار ميزة النقل الآني في ظل ظروف الشبكة الواقعية سيكون خطوة تالية مهمة نحو التطبيقات العملية”. ويعتقد الباحثون أن هذه الطريقة يمكن أن تدعم تطوير المرحلات الكمومية، والمكررات الكمومية، والمعالجات الكمومية المترابطة. ويخططون لاختباره عبر وصلات ألياف بصرية حقيقية وشبكات كمومية. كما يهدفون أيضًا إلى توسيع الطريقة لإعداد حالات متشابكة أكثر تعقيدًا، مثل حالات جرينبرجر-هورن-زيلينجر (GHZ). وخلص لو إلى القول: “يمكن لهذه الموارد تمكين بروتوكولات أكثر قوة في الشبكات الكمومية والمساعدة في إظهار المزايا الكمومية الحقيقية في الاتصالات والحوسبة الموزعة ومعالجة المعلومات الكمومية المتصلة بالشبكة”. ونُشرت الدراسة في مجلة Nature Physics.
تم النشر: 2026-07-17 16:41:00
