تجاوز حلم بناء إنترنت كمي عالي السرعة أكبر عقبات عرض النطاق الترددي، حيث نجح علماء الفيزياء في تنفيذ النقل الآني الكمي عبر 100 قناة متزامنة. وبالنسبة للباحثين الذين يطورون شبكات الاتصال الكمي المستقبلية، كان العجز عن إرسال كميات كبيرة من المعلومات الكمية دفعة واحدة يمثل عنق زجاجة حرجاً.
وتجاوز فريق بحثي بقيادة Jietai Jing في جامعة East China Normal هذه القيود من خلال النقل الآني للحالة الكمية متغيرة الاستمرار لمجال بصري مشفر في صورة بدقة 100 بكسل. وشكّل نمط الكثافة الناتج عن هذه الأنماط مجتمعة الحرف الإنجليزي "Q".
واعتمدت معظم تجارب النقل الآني الكمي السابقة على قناة واحدة أو عدد قليل من القنوات المتعددة. وكان توسيع النطاق يتطلب تقليدياً أنظمة منفصلة للكشف والمعالجة الإلكترونية والتعديل لكل قناة على حدة، مما يخلق جهازاً معقداً للغاية.
بدلاً من تنفيذ نظام نقل آني منفصل لكل قناة، تتيح معماريتنا التشغيل المتوازي عبر المصفوفة الكاملة للأنماط البصرية المكانية.
- Jietai Jing، جامعة East China Normal
آليات النقل الآني الكمي المتوازي
- شبكة مكانية 10x10: رتّب الفريق 100 نمط ضوئي منفصل مكانياً في شبكة، حيث عمل كل نمط كبكسل مستقل يحمل جزءاً من المعلومات.
- معالجة بصرية بالكامل: طوّر الباحثون شبكة مطابقة من الضوء المتشابك ونظاماً بصرياً بالكامل يعالج جميع القنوات المائة بالتوازي، مما يلغي الحاجة إلى آليات تغذية إلكترونية منفصلة.
- قياس الدقة: حقق النمط المُعاد بناؤه متوسط دقة بلغ 0.60 عبر الصورة، متفوقاً بنجاح على الحد الكلاسيكي البالغ 0.52 والذي يمكن تحقيقه دون استخدام التشابك الكمي.
عصر النطاق العريض للحوسبة الكمية
يُعد الانتقال من النقل الآني الكمي أحادي القناة إلى مصفوفة متوازية تضم 100 قناة بمثابة الترقية الكمية من أجهزة المودم القديمة إلى النطاق العريض المبكر. ورغم أن متوسط الدقة البالغ 0.60 قد يبدو منخفضاً بمعايير الحوسبة الكلاسيكية، إلا أن إثبات قدرة التشابك الكمي على تجاوز الحدود الكلاسيكية عبر مصفوفة متوازية ضخمة دون تضخم هائل في الأجهزة يُعد انتصاراً تأسيسياً.
ولم يعد القيد المادي المباشر يتمثل في المعمارية النظرية، بل في الطاقة الخام؛ حيث كانت المصفوفة الحالية مقيدة بليزر بقدرة واحد واط. ومع دمج الباحثين لأجهزة ليزر أكثر قوة، يوفر نموذج المعالجة المتوازية البصرية بالكامل المخطط القابل للتوسع المطلوب للتعامل مع أحمال البيانات الهائلة لإنترنت كمي عالمي في المستقبل.
