أخبار عاجلة
تخلص من الـ Bloatware على هاتفك بنظام Android -
هاتف Pocophone F1 من شاومي يظهر على منصة Geekbench -
كيف تلتقط صورة بإنستقرام دون فضح نفسك -

تسريع الفوتونات قد يحقق تأمينًا تامًا للبيانات

تسريع الفوتونات قد يحقق تأمينًا تامًا للبيانات
تسريع الفوتونات قد يحقق تأمينًا تامًا للبيانات

حل فريق بحثي في جامعة شفيلد لغزًا كبيرًا في الفيزياء الكمومية قد يساعد على توفير أمن تام لعملية نقل البيانات، إذ طوَّر طريقة لتوليد نبضات ضوئية أحادية الفوتون سريعة جدًّا، وكل فوتون -أو كل جسيم ضوئي- يمثل جزءًا واحدًا من شفرة ثنائية (وهي اللغة الأساسية للحَوْسبة)؛ ولا يمكن اعتراض تلك الفوتونات دون تشويشها، ما سينبه المرسِل إلى أن تبادل البيانات لا يجري بأمان.

في العقود الماضية ازداد شُيُوع نقْل البيانات بالضوء عبر كابلات الألياف البصرية، وتتضمن كل نبضة ضوئية حاليًّا ملايين الفوتونات، أي يمكن -من حيث المبدأ- اعتراض فوتون منها من دون كشف ذلك الاعتراض؛ صحيح أن البيانات المؤمَّنة تكون مشفَّرة بالفعل، لكن -نظريًّا- إذا تمكن «متنصِّت» من اعتراض الإشارات التي تحوي تفاصيل الشفرة، فسيسعه الوصول إلى بقية الرسالة وفك تشفيرها.

وعلى النقيض من ذلك، تتيح النبضات الأحادية الفوتون الوصول إلى التأمين التام، وفي حال استخدامها يُكشف أي متنصِّت فوريًّا؛ لكن كان يَصعب على العلماء توليدها بسرعة كافية لحمْل البيانات بهدف نقل كميات كبيرة منها.

لكن تجربة جديدة أجراها فريق جامعة شفيلد ونُشرت نتائجها في مجلة نيتشر نانوتكنولوجي اعتمدت على ظاهرة تُدعى «تأثير بورسيل» لتوليد الفوتونات بسرعة عالية. وإليك الطريقة: تُوضع بلورة نانوية اسمها «نقطة كمومية» في تجويف في بلورة أكبر (الرقاقة الشبه الموصِّلة)، ثم يُسقَط على النقطة الكمومية ضوء ليزري يجعلها تمتص طاقة، فتنبعث هذه الطاقة بعدئذ في صورة فوتون.



بِوضْع البلورة النانوية في تجويف صغير جدًّا يُصبح الضوء الليزري في انعكاس وارتداد متكرِّر داخل جدران التجويف، وهذا يسرِّع توليد الفوتونات بسبب تأثير بورسيل؛ لكن المشكلة أن الفوتونات التي تحمل البيانات يمكن أن تتداخل مع الضوء الليزري فيحدث تشوُّش، لكن فريق شفيلد حل هذه المشكلة بتوجيه الفوتونات من التجويف إلى داخل الرقاقة، لفصْل كل نوع من النبضات عن الآخر.

بهذا يكون الفريق جعَل معدل انبعاث الفوتونات أسرع بنحو 50 ضعفًا من معدل انبعاثها من دون استغلال تأثير بورسيل. صحيح أن هذا ليس أسرع ما وُلِّد من النبضات الضوئية الفوتونية، لكن لتلك الفوتونات المولَّدة ميزة مهمة: أنها كلها متطابقة، وهذه ميزة ضرورية في عديد من تطبيقات الحَوْسبة الكمومية.

قال مارك فوكس، أستاذ الفيزياء البصرية في جامعة شفيلد، موضحًا «يمكِّننا استخدام الفوتونات في نقل البيانات من استغلال القوانين الفيزيائية الأساسية في ضمان الأمان، إذ يستحيل قياس الجسيْم أو «قراءته» بأي طريقة لا تتغير فيها خصائصه، ولذا فاعتراضه سيُفسد البيانات ويدق ناقوس الخطر.»

وأضاف «في طريقتنا هذه حل لمشكلة حيرت العلماء 20 عامًا: كيف لنا أن نستخدم تأثير بورسيل في تسريع توليد الفوتونات على نحو فعال.»

اشترك فى النشرة البريدية لتحصل على اهم الاخبار بمجرد نشرها

تابعنا على مواقع التواصل الاجتماعى

التالى طبقة من زيت الطبخ تمنع نمو البكتيريا على معدات تجهيز الطعام