DARPA تدعم جهود Qunnect لجعل الشبكات الكمية تعمل خارج المختبر

DARPA تراهن على الجزء الأصعب من الشبكات الكمية

وفقاً للنص المصدر المرفق، دخلت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة في عقد مع شركة الشبكات الكمية Qunnect لدفع التكنولوجيا التي تحافظ على البيانات الكمية أثناء انتقالها. ويركز هذا الجهد على مشكلة كبحت المجال لسنوات: فالمعلومات الكمية أكثر هشاشة بكثير من حركة البيانات الرقمية التقليدية، ونقلها بشكل موثوق عبر شبكات العالم الحقيقي لا يزال عائقاً هندسياً أساسياً.

يمنح هذا العقد Qunnect تمويلاً جديداً لمواصلة نشر نظام الشبكات الكمية Carina. ولم تكشف DARPA ولا Qunnect عن قيمة العقد في المادة المصدرية، كما امتنعت DARPA عن التعليق على الجائزة. وحتى من دون رقم بالدولار، فالإشارة واضحة. فالوكالة تدعم عملاً لا يركز على النظرية الكمية المجردة، بل على طبقة النقل العملية اللازمة لإنترنت كمي قابل للاستخدام.

ويكتسب هذا التمييز أهمية لأن كثيراً من الإعلانات الكمية تركز على المعالجات أو الخوارزميات أو العروض المخبرية. أما الشبكات فمختلفة. إذ يجب أن تصمد أمام المسافة، وعيوب البنية التحتية، والضوضاء البيئية، وتعقيد التشغيل. وحتى يحدث ذلك، ستبقى الأنظمة الكمية جزرًا معزولة بدلاً من أن تكون مكونات ضمن بنية اتصالات أوسع.

لماذا يعد مرور الكيوبتات بهذه الصعوبة

الشبكات التقليدية تنقل بتات تتمتع بقدر معقول من المتانة. أما الشبكات الكمية فتحتاج إلى نقل كيوبتات، والتي تصفها المادة المصدرية بأنها أكثر هشاشة بطبيعتها من البتات الكلاسيكية. وقد شكّل الحفاظ على التشابك أثناء نقل هذه المعلومات من عقدة إلى أخرى عائقاً مستمراً أمام توسيع الشبكات الكمية القابلة للعمل.

عملياً، لا تكمن المشكلة فقط في صعوبة إنشاء المعلومات الكمية. بل في أن هذه المعلومات قد تتدهور بفعل ظروف اعتيادية قبل أن تصل إلى وجهتها. ويشير النص المصدر إلى عوامل بيئية مثل الحرارة والرياح وحركة الألياف اليومية بوصفها أسباباً لفقدان التشابك. وهذه ليست حالات استثنائية غريبة، بل الظروف الطبيعية للبنية التحتية الحقيقية.

لهذا السبب يكتسب تحدي الشبكات كل هذه الأهمية. فوصلة كمية لا تعمل إلا في بيئات مختبرية مثالية لا يمكن نقلها مباشرة إلى النشر الميداني. وبالنسبة إلى المستخدمين العسكريين والحكوميين والتجاريين، فالمعيار ليس ما إذا كان يمكن إرسال البيانات الكمية من الأساس، بل ما إذا كان يمكن إرسالها بشكل متكرر عبر الشبكات الحالية وبثبات كافٍ لدعم العمليات الفعلية.

ما الذي صُممت Carina لتفعله

بحسب المصدر، تعالج Carina عدداً من المشكلات الهندسية الرئيسية المرتبطة بنقل البيانات الكمية بأمان. فهي تعمل في درجة حرارة الغرفة، وتسعى إلى تثبيت الضوضاء البيئية، وصُممت للحفاظ على التشابك أثناء النقل. وقال الرئيس التنفيذي لشركة Qunnect، نويل غودارد، إن النظام يلغي الضوضاء في الوقت الحقيقي عبر كل من الألياف المدفونة والمعلقة، مما يتيح توزيع التشابك عبر البنية التحتية القائمة بدلاً من الحاجة إلى ألياف مصممة خصيصاً.

وقد تكون هذه النقطة الأخيرة هي الأهم استراتيجياً. فبناء شبكة ألياف منفصلة تماماً للشبكات الكمية سيحد بشدة من سرعة النشر ويرفع التكلفة. أما النظام الذي يمكنه العمل على البنية التحتية نفسها التي يستخدمها العالم بالفعل، فلديه مسار أوضح من العرض التوضيحي إلى الاعتماد الفعلي. وينقل المصدر عن غودارد قوله إن Qunnect التزمت مبكراً بتصميم أدوات تعمل على البنية التحتية القائمة، ثم أمضت خمس سنوات تركز على الاعتمادية العملية.

ويدعي Qunnect، كما يصفه المصدر، أن Carina هو المنتج التجاري الوحيد المبني لإلغاء هذا النوع من الضوضاء في الوقت الحقيقي. ولا تتحقق المقالة من هذا الادعاء بشكل مستقل، لكنها تضعه في سياق نشرات Qunnect في المدن، وشراكاتها مع القطاع الخاص، والدعم المتزايد من الجهات الحكومية.

الهدف التقني المحدد: تعويض الاستقطاب

بموجب العقد، ستعمل Qunnect تحديداً على تحسين وحدة تعويض الاستقطاب في Carina، وهي النظام الداخلي الذي يساعد على تقليل التشوهات في نقل البيانات. وعلى الرغم من أن المصدر لا يتعمق في تصميم هذا المكون، فإن الدلالة واضحة: أداء الشبكات الكمية لا يعتمد فقط على توليد الكيوبتات وإرسالها، بل أيضاً على الحفاظ على دقة هذه الإشارات مع تغير ظروف الألياف.

إن انجراف الاستقطاب والتشوهات المرتبطة به من النوع الذي قد يبدو بسيطاً من الخارج، لكنه يصبح حاسماً بالنسبة إلى موثوقية الشبكة. ويمكن للمختبر تعويضه يدوياً أو ضمن ظروف مضبوطة بدقة. أما الشبكة التشغيلية فتحتاج إلى أن يحدث هذا التعويض بشكل مستمر وتلقائي. وإذا كانت DARPA تمول تحسين هذا المجال، فهذا يعني أنها ترى في تثبيت الإشارة إحدى الوظائف الحاسمة الفاصلة بين الأنظمة الأولية والشبكات القابلة للتوسع.

ويتوافق ذلك مع واقع أوسع في الاتصالات المتقدمة: كثير من التقنيات التحويلية تتعثر ليس لأن العلم الأساسي خاطئ، بل لأن أنظمة الدعم لا تستطيع الحفاظ على الأداء مستقراً في ظروف التشغيل العادية. ويبدو أن الشبكات الكمية وصلت إلى تلك المرحلة بالضبط.

من إثبات المفهوم إلى شبكة مفيدة

أقوى فكرة تتكرر في المادة المصدرية هي الفرق بين العروض التوضيحية والخدمة الموثوقة. ويقول غودارد إن الاعتمادية هي ما سيفصل بين تجارب إثبات المفهوم والشبكات المفيدة. وهذا تقييم مباشر ووجيه. فقد حققت الشبكات الكمية سنوات من الإنجازات التقنية، لكن الفجوة بين تجربة ناجحة وقدرة منشورة ما تزال كبيرة.

وتكتسب مشاركة DARPA أهمية لأن الوكالة تميل إلى التركيز على التقنيات التي قد تدعم في النهاية أنظمة ذات صلة بالمهام، ولا سيما عندما يمكن للتمويل العام المبكر أن يساعد في تقليص المسافة بين البحث والنشر. وقد تكون الشبكة الكمية الموثوقة مهمة للاتصالات الآمنة المستقبلية، والاستشعار الموزع، وغيرها من التطبيقات التي تعتمد على نقل الحالات الكمية من دون تدمير المعلومات التي تحملها.

لا تدعي المادة المصدرية أن هذه النتائج وشيكة، ولا تقدم هذا العقد بوصفه الخطوة الأخيرة نحو إنترنت كمي. بل تصفه بأنه جزء من العمل التأسيسي اللازم لجعل نقل البيانات الكمية مستقراً بما يكفي للتوسع. وهذه قراءة أكثر تواضعاً، لكنها أكثر فائدة، للإعلان.

إنجاز عملي، لا شبكة مكتملة

يجب فهم العقد مع Qunnect بوصفه إنجازاً على مستوى البنية التحتية. فالعنوان ليس أن الشبكات الكمية وصلت، بل أن واحدة من أكثر المشكلات التشغيلية عناداً تتلقى دعماً اتحادياً مركزاً. ومن خلال دعم نشر وتحسين نظام يعمل في درجة حرارة الغرفة ومصمم للألياف القائمة، تضع DARPA ثقلها خلف نهج يفضل العملية الهندسية على النقاء المخبرّي.

إذا نجح هذا النهج، فقد يساعد في تحديد شكل المرحلة التالية من الشبكات الكمية: أقل تركيزاً على الاختراقات المنعزلة، وأكثر على جعل السلوك الكمي الهش يصمد عند ملامسة العالم الحقيقي. وهذه هي العتبة التي يجب أن تتجاوزها في النهاية كل تقنية شبكات طموحة. وفي الاتصالات الكمية، يبدو أن أحدث خطوة من DARPA تشير إلى أن السباق يتمحور الآن هناك.

• منحت DARPA Qunnect تمويلاً لمواصلة نشر نظام الشبكات الكمية Carina.
• يكمن التحدي الأساسي في الحفاظ على البيانات الكمية الهشة والتشابك أثناء النقل.
• تقول Qunnect إن Carina تعمل في درجة حرارة الغرفة وتلغي الضوضاء البيئية في الوقت الحقيقي.
• سيعمل العقد على تحسين مكون تعويض الاستقطاب بهدف تقليل تشوهات النقل.

هذه المقالة مستندة إلى تغطية Defense One. اقرأ المقال الأصلي.