آزمایش موفقیت‌آمیز ارتباطات ماهواره‌ای کوانتومی

گروهی از محققان کانادایی موفق شدند با شبیه‌سازی عملکرد یک ماهواره با موفقیت اولین ارتباط کوانتومی بر پایه‌ی این ابزارهای ارتباطی را آزمایش کند.

وب سایت سایبربان: گروهی از محققان کانادایی موفق شدند با شبیه‌سازی عملکرد یک ماهواره با موفقیت اولین ارتباط کوانتومی بر پایه‌ی این ابزارهای ارتباطی را آزمایش کند.

آزمایش موفقیت‌آمیز ارتباطات ماهواره‌ای کوانتومی

محققان بسیاری هم‌اکنون روی ایجاد رایانه‌های کوانتومی پایدار تحقیق می‌کنند؛ زیرا این رایانه‌ها به جای استفاده از بیت دیجیتالی از بیت کوانتومی یا کیوبیت (Qubit) استفاده می‌کنند. کیوبیت بر خلاف بیت دیجیتالی علاوه بر صفر و یک دارای حالت سومی است که ترکیبی از ویژگی‌های دو حالت قبل بوده و به همین دلیل سرعت پردازش اطلاعات در آن به شدت افزایش پیدا می‌کند. همچنین یکی دیگر از مزایای این سامانه‌ها غیرقابل هک بودن آن‌ها است. از طرفی عده‌ای نیز روی زیرساخت‌های ضروری نسل بعدی ارتباطات رایانه‌ای تحقیق می‌کنند.

فیبر نوری و بی‌سیم از سال‌ها قبل آزمایش شده و از آن‌ها استفاده می‌شود؛ اما به تازگی اولین آزمایش ارتباطات ماهواره‌ای کوانتومی به عنوان نسل بعدی ارتباطات، با موفقیت انجام گرفت.
گروهی از محققان دانشگاه واترلو کانادا (University of Waterloo)، نشان دادند که می‌توان داده‌های کوانتومی را از طریق یک ایستگاه زمینی به هواپیمای در حال حرکت انتقال داد. در لین آزمایش ارتباطات کوانتومی غیرقابل رمزگشایی بودند.

کریستوفر پیوگ (Chistopher Pugh)، یکی از محققان دانشگاه یاد شده گفت: «کلید کوانتومی توزیع شده (Quantum key distribution)، یک کلید رمزنگاری تصادفی غیرقابل هک در اختیار دو طرف ارتباطات قرار می‌دهد.»

پیوگ گفت: «سامانه‌های کلید کوانتومی زمینی از فیبر نوری برای برقراری ارتباطات استفاده می‌کنند؛ اما در این شیوه فاصله‌ی انتقال اطلاعات با کاهش انرژی به چند صد کیلومتر محدود می‌شود.»

سامانه‌های وایرلس نیز نسبت به شیوه‌ی قبل، از شرایط بهتری برخوردار نیستند و به علت کاهش انرژی و شرایط جوی با محدودیت‌های بسیاری مواجه هستند.

محققان در واقع روشی را ایجاد کردند تا به جای ارسال سیگنال‌ها در تمام سطح سیاره، آن را به فضا ارسال کرده و در مسیر برگشتش آن را دریافت کنند.

وی ادامه داد: «سامانه‌هایی ماهواره ارتباطات کوانتومی را در مقیاس جهان گسترش خواهند داد.»
آزمایش مذکور با استفاده از یک هواپیمایی به نام «Twin Otter» که رفتار ماهواره‌ها در مدارهای مختلف زمین قرار دارند انجام شد. این آزمایش ۱۴ مرتبه تکرار شده و تنها در ۷ مرتبه‌ی آن یک ارتباط کوانتمی موفقیت‌آمیز شکل گرفت. به علاوه محققان توانستد در ۶ عدد از دفعات موفقیت خود، کلید کوانتومی را به دست آورند.

توماس جنواین (Thomas Jennewein)، رهبر تحقیقات یاد شده گفت: «آزمایش یاد شده یک قدم بسیار بزرگ به حساب می‌آید که آماده‌سازی آن 8 سال به طول انجامید و در نهایت ثابت کرد ارتباطات کوانتومی می‌توانند به بقای خود ادامه بدهند.»

جنواین گفت: «ما توانستیم از طریق نرخ زاویه‌ی مشابه ماهواره‌های موجود در لایه‌ی لئو (LEO)، لینک‌های نوری به دست آوریم و زمانی که هواپیما از فراز ایستگاه زمینی عبور می‌کرد این لینک‌ها به مدت ۱۰ ثانیه منتشر می‌شدند. به علاوه ما متوجه شدیم نرخ خطای بیت کوانتومی بین ۳ تا ۵ درصد بوده و کلیدهای امنی با طول ۸۶۸ کیلوبایت تولید می‌کنند.»

سازمان فضایی کانادا (Canadian Space Agency) در ماه آوریل 2016 اعلام کرده بود در آزمایش اولین ماهواره‌ی کوانتومی چین که جولای سال گذشته به فضا پرتاب شده، با آن‌ها همکاری خواهد کرد.

عده‌ای از کارشناسان معتقدند هیچ فناوری کامل و بدون نقصی وجود ندارد و مطمئناً در آینده راه‌هایی برای هک شدن ارتباطات کوانتومی به وجود خواهد آمد. با وجود این فکر می‌کنند در حال حاضر اولین کشوری مه به رایانش و ارتباطات از این نوع دست پیدا کند به اصلی‌ترین بازیگر فضای سایبر تبدیل خواهد شد.