پیشرفت در مسیر اینترنت کوانتومی: ارسال سیگنالهای کوانتومی با پروتکل اینترنت استاندارد
عنوان خبر: پیشرفت در مسیر اینترنت کوانتومی: ارسال سیگنالهای کوانتومی با پروتکل اینترنت استاندارد
ژانر/موضوع: اینترنت کوانتومی
تاریخ انتشار خبر: 28 آگوست 2025
لینک خبر: The Quantum Insider
چکیده:
مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا با موفقیت شبکه کوانتومی را با زیرساختهای فیبر نوری تجاری ادغام کردهاند، بهطوریکه سیگنالهای کوانتومی را همزمان با دادههای کلاسیک از طریق پروتکل اینترنت استاندارد (IP) بر روی شبکه زنده Verizon ارسال میکنند. چیپ کوانتومی مبتنی بر سیلیکون تیم، دادههای کلاسیک و کوانتومی را هماهنگ میکند و علیرغم نویز محیطی، بیش از 97٪ فیدلیتی انتقال را بهدست میآورد. این رویکرد هیبریدی امکان ارسال سیگنالهای کوانتومی، که به ذرات درهمتنیده وابستهاند، از طریق همان زیرساختهای داده کلاسیک را فراهم میکند. این سیستم از هدرهای کلاسیک برای هدایت سیگنالهای کوانتومی بدون ایجاد اختلال در آنها استفاده میکند و تصحیح خطای آنی، حالت کوانتومی را حفظ میکند. این دستاورد راه را برای اینترنت کوانتومی مقیاسپذیر هموار میکند که از شبکههای فیبر موجود و پروتکلهای IP استفاده میکند.
شرح کامل خبر:
نمایش اخیر مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا نقطه عطف مهمی در توسعه اینترنت کوانتومی عملی به شمار میآید. در این آزمایش نوآورانه، تیم موفق شد شبکه کوانتومی را با زیرساختهای فیبر نوری تجاری ادغام کند و سیگنالهای کوانتومی را بهطور همزمان با دادههای کلاسیک از طریق پروتکل اینترنت استاندارد (IP) بر روی شبکه زنده Verizon ارسال کند. هسته این پیشرفت استفاده از یک “چیپ کوانتومی” مبتنی بر سیلیکون است که دادههای کوانتومی و کلاسیک را هماهنگ میکند و علیرغم نویز معمول در محیطهای واقعی، بیش از 97٪ فیدلیتی انتقال را بهدست میآورد. این رویکرد هیبریدی که ترکیب فناوریهای کلاسیک و کوانتومی است، روشی عملی برای مسیریابی سیگنالهای کوانتومی از طریق زیرساختهای موجود نشان میدهد و گامی اساسی در جهت دستیابی به اینترنت کوانتومی مقیاسپذیر محسوب میشود.
چیپ کوانتومی با گنجاندن اطلاعات کوانتومی در ساختار شناختهشده بستههای IP که در اینترنت امروز استفاده میشود، کار میکند. این ادغام امکان ارسال سیگنالهای کوانتومی که به ذرات درهمتنیده وابستهاند و بهطور آنی بر یکدیگر تاثیر میگذارند، را بهطور همزمان با دادههای کلاسیک فراهم میکند بدون آنکه ویژگیهای کوانتومی آنها از بین برود. سیگنال کلاسیک بهعنوان “هِدِر (header)” یا “موتور” عمل میکند و سیگنال کوانتومی را به مقصد هدایت میکند، در حالی که آن را دستنخورده و بدون تغییر نگه میدارد، مشابه به قطاری که بار را در کانتینرهای مهر و موم شده حمل میکند. این سیستم دو سیگنالی نه تنها ارسال اطلاعات کوانتومی از طریق شبکههای تجاری را ممکن میسازد، بلکه امکان تصحیح خطای آنی را با استفاده از اندازهگیری سیگنال کلاسیک فراهم میکند و حالت کوانتومی را حفظ میسازد.
چالشهای فنی در شبکهسازی کوانتومی بسیار دشوار است. حالت های کوانتومی بهطور ذاتی شکننده هستند و اندازهگیری آنها معمولاً خواص کوانتومی آنها را از بین میبرد. برای مقابله با این مشکل، تیم یک روش تصحیح خطا توسعه داده است که به سیستم امکان میدهد اصلاحات لازم برای سیگنال کوانتومی را از هِدِر کلاسیک استنباط کند، بدون اینکه سیگنال کوانتومی را مستقیماً اندازهگیری کند. این روش با شناسایی این که تداخل با سیگنال کلاسیک به دلیل عوامل محیطی مانند تغییرات دما یا لرزشها، سیگنال کوانتومی را به شیوه مشابهی تحت تأثیر قرار میدهد، کار میکند. با اطمینان از اینکه حالت کوانتومی حتی در محیطهای پرنویز دست نخورده باقی میماند، سیستم فیدلیتی بالایی را در فواصل طولانی حفظ میکند.
این کار پیشرفت قابل توجهی در جهت تحقق اینترنت کوانتومی است که میتواند کاربردهای انقلابی در زمینههایی مانند ارتباطات امن، هوش مصنوعی و کشف داروها فراهم کند. برخلاف سیستمهای قبلی که به زیرساختهای اختصاصی نیاز داشتند یا مقیاسپذیری محدودی داشتند، رویکرد تیم دانشگاه پنسیلوانیا نشان میدهد که چگونه سیگنالهای کوانتومی میتوانند با دادههای کلاسیک همزمان از طریق کابلهای فیبر نوری موجود و پروتکلهای IP انتقال یابند. علاوه بر این، چون چیپ کوانتومی از سیلیکون ساخته شده است—با استفاده از تکنیکهای تولید شناختهشده—میتواند بهصورت انبوه تولید شود و راهحل عملی و مقیاسپذیری را برای ادغام شبکههای کوانتومی در زیرساختهای فعلی اینترنت ارائه دهد.
با وجود این پیشرفت، چالشهایی همچنان باقی است، بهویژه در تقویت سیگنالهای کوانتومی در فواصل طولانی بدون از بین بردن درهمتنیدگی آنها. با این حال، این کار درها را بهروی آزمایشهای مقیاس بزرگتر میگشاید و زمینه را برای شبکههای کوانتومی آینده که میتواند صنایع و تحقیقات علمی را متحول کند، فراهم میآورد. این دستاورد مشابه روزهای اولیه اینترنت کلاسیک است که در آن ادغام فناوریهای جدید فرصتهایی برای تحول ایجاد کرد که قبلاً غیرقابل پیشبینی بود. توسعه اینترنت کوانتومی مقیاسپذیر میتواند پتانسیل تحول مشابهی را به همراه داشته باشد.
منابع:
[1] https://thequantuminsider.com/2025/08/28/penn-engineers-send-quantum-signals-with-standard-internet-protocol/
[2] https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx6176
دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.
