تقنية جديدة في التشفير الكمي باستخدام الضوء والألوان لإنشاء إنترنت غير قابل للاختراق

إنترنت غير قابل للاختراق

مستقبل الأمن السيبراني في عصر الحوسبة الكمومية

مع تطور الحواسيب الكمومية، أصبح التشفير التقليدي مهددا، مما يدفع العلماء إلى تطوير شبكات كمومية توفر اتصالا آمنا لا يمكن اختراقه. في جامعة لايبنتز هانوفر، ابتكر الباحثون تقنية جديدة تعتمد على ترددات الضوء (الألوان) لتعزيز توزيع المفاتيح الكمومية، مما يقلل التعقيد والتكلفة ويمهد الطريق لإنترنت كمومي مستدام ومضاد للاختراق.

التهديد المتزايد لأمن البيانات

تواجه أنظمة التشفير الحالية خطر الانهيار أمام الحواسيب الكمومية القادرة على فك أعقد الرموز الأمنية، مما يعرض البيانات الحساسة للخطر، لتجنب هذا التهديد، يعمل الباحثون على تطوير شبكات كمومية تستند إلى ميكانيكا الكم، مما يوفر حماية غير قابلة للاختراق للاتصالات الرقمية.

عندما يتم تطوير هذه الشبكات بالكامل وربطها عالميا، ستشكل الإنترنت الكمومي، الذي يوفر تشفيرا لا يمكن اعتراضه أو فكه، ومع ذلك فإن التحدي الرئيسي يكمن في التكلفة العالية، واستهلاك الطاقة الكبير، وتعقيد التكنولوجيا المطلوبة لتنفيذها.

تقنية جديدة لتوزيع المفاتيح الكمومية

في معهد الفوتونيات بجامعة لايبنتز هانوفر، قام الباحثون بتطوير طريقة مبتكرة لتوزيع المفاتيح الكمومية تعتمد على ترميز المعلومات الكمومية في ترددات الضوء المختلفة (الألوان)، مما يجعل الشبكات الكمومية أكثر كفاءة وأمانا.

يقول البروفيسور مايكل كوس، رئيس معهد الفوتونيات:

"تقنيتنا يمكن أن تتيح توسيع نطاق الشبكات الكمومية باستخدام موارد أقل، مما يتيح الاتصال الآمن بين عدد أكبر من المستخدمين وعلى مسافات أطول."

مزايا التشفير الكمي القائم على الترددات

تتميز هذه التقنية بعدة مزايا تجعلها أكثر فاعلية مقارنة بالطرق التقليدية، منها:

مقاومة التشويش البيئي: الترددات الضوئية أكثر مقاومة للتداخل الناتج عن تغيرات الحرارة والاهتزازات الميكانيكية في الألياف الضوئية، مما يعزز استقرار الاتصال.

تقليل التعقيد والتكاليف: استخدام الترددات يقلل من الحاجة إلى أجهزة معقدة، مما يجعل التقنية أكثر اقتصادية مقارنة بالأنظمة الحالية.

تقول أنهيتا خوداداد كاشي، الباحثة في المعهد:

"تمكنا من تقليل تكلفة المكونات القياسية للاتصالات الكمومية من 100,000 يورو إلى ربع هذا المبلغ، مما يجعلها أكثر قابلية للتطبيق على نطاق واسع."

تقليل التكاليف وزيادة الأمان

بدلا من استخدام أربعة كاشفات فوتونية حساسة، تمكن الباحثون من قياس الحالات الكمومية باستخدام كاشف واحد فقط، مما يقلل التكلفة والتعقيد ويزيد من أمان النظام عبر تقليل الثغرات الأمنية المحتملة.

توسيع نطاق الشبكات الكمومية

تعتمد التقنية الجديدة على تعدد الإرسال التكيفي بتقسيم التردد، مما يسمح باستخدام عدة قنوات في وقت واحد، وبالتالي زيادة معدل توزيع المفاتيح الكمومية دون الحاجة إلى أجهزة إضافية.

توضح كاشي:

"من خلال هذا النهج، يمكن للشبكات الكمومية التكيف ديناميكيًا مع عدد المستخدمين، مما يجعلها أكثر كفاءة وقابلة للتوسع."

يضيف كوس:

"ستمثل الشبكات الكمومية عنصرا أساسيا في تأمين البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات، خاصة في مجالات حساسة مثل البنوك والرعاية الصحية."

مستقبل الاتصال الكمومي

يؤكد الباحثون الحاجة إلى مزيد من الدراسات حول تفاعل النانوفوتونيات مع البصريات الكمومية لتطوير مكونات جديدة قادرة على إنشاء نطاق أوسع من الحالات الكمومية.

يقول كوس:

"مع تطور الشبكات الكمومية، سنشهد نقلة نوعية في الاتصال، السعة، النطاق، والأمان، مما يمهد الطريق لعصر جديد من التواصل الرقمي فائق الأمان."