البصمة الكمومية قد تكون أفضل من الحد الكلاسيكي بالنسبة للاتصالات

مثلها... تقريباً

كشفت دراسة جديدة عن بروتوكول البصمة الكمومية، وأظهرت قدرته في التفوق على الحد الكلاسيكي في حل مسائل تعقيد الاتصال. تتمثل هذه المسائل على الشكل التالي: يوجد طرفان، ولدى كلٍّ منهما رسالة أو معلومة معينة، يقوم الطرفان بمشاركة جزء من رسالتيهما مع طرف ثالث هو الحكم. يجب على الحكم، ومن خلال الجزئين المرسلين إليه، أن يقرر فيما إذا كانت الرسالتان متطابقتين أو لا. يتطلب "الحد الكلاسيكي" وجود حجم أدنى من المعلومات المرسلة بين كل من الطرفين والحكم، ليستطيع بدوره تحديد القرار السابق.

وجد الباحثون بأن أفضل بروتوكول في مسألة تعقيد الاتصال يتطلب إرسال حجم بيانات أكبر بمرتين من الحد الكلاسيكي. بينما أظهرت الدراسة أن البصمة الكمومية تستطيع إرسال حجم معلومات أقل من الحد الكلاسيكي، وبنسبة قد تصل حتى 84%.

حققت النتائج رقماً قياسياً جديداً بإرسال أقل حجم بيانات ضمن أي نوع من بروتوكولات تعقيد الاتصال.

يقول كيانغ زانغ (Qiang Zhang)، أحد علماء الفيزياء في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين وفي معهد "جينان": "إنها المرة الأولى التي نُظهر فيها أفضلية فيزياء الكم على الفيزياء التقليدية في معالجة البيانات ضمن مسألة تعقيد الاتصال".

مصدر:American Physical Society

سرعة تحميل أكبر؟

قام الباحثون باختبار البروتوكول الجديد في إرسال ملفات فيديو بحجم 2 جيجا بايت، عبر ليف ضوئي بطول 20 كم. تتطلب هذه العملية، عند استخدام معلومات البصمة الكمومية للملفات فقط، إرسال حوالي 1300 فوتون، والذي يعتبر أقل بنسبة 14% من حجم المعلومات المطلوبة للحد الكلاسيكي.

قد تقود نتائج هذه الدراسة إلى استخدام الاتصالات الكمومية في العديد من التطبيقات، خصوصاً في تطوير وسائل الاتصال منخفضة الطاقة والمحافظة على البيئة. كما يمكن استخدام النتائج لاختبار أسس فيزياء الكمّ، نظراً لارتباط البصمة الكمومية بالظواهر الكمومية؛ مثل "عدم التموضع" (non-locality)، والتي تتعلق بظاهرة "التشابك الكمومي" (Quantum Entanglement).