المرشح الكمومي: من البتات غير النقية إلى العشوائية النقية ⚡ экспресс
نفذ العلماء لأول مرة تضخيمًا عشوائيًا معتمدًا في شبكة باستخدام معالج كمومي أيوني Quantinuum Helios مكون من 98 كيوبت. طُبقت البوابات الكمومية في الزمن الحقيقي، وحُفظ تماسك الحالة لمدة 0.9 ثانية تقريبًا، وكُشفت قواعد القياس قبل أجزاء من الثانية من القياس، مما أتاح 30 مللي ثانية للتزوير وقيّد الخصم بنصف قطر 4500 كم. على سلاسل عشوائية من 64 كيوبت و276 بوابة ثنائية الكيوبت، بلغت الدقة 0.586، مما سمح بتحويل تيار عشوائي ضعيف إلى عشوائية شبه مثالية. هذا يشبه رقصة كمومية سريعة جدًا يستحيل تقليدها.
لا يمكن تصور التشفير الحديث دون أرقام عشوائية حقيقية. لكن المصدر القياسي قد يكون غير موثوق أو حتى مخترقا عمدا. اقترح الخبراء التجريبيون حلا عبر بناء معالج كمومي يعمل بـ 98 أيونا — حيث يعمل كمرشح عالي السرعة، محولا الإشارة غير النقية إلى إشارة عشوائية نقية لا يمكن التنبؤ بها. يقوم هذا العمل على اكتشافات جون ستيوارت بل وآلان أسبيه وأنطون تسايلينغر حول التشابك الكمومي — أي الترابط الفوري بين الجسيمات مهما بعدت المسافة. تتشابك الأيونات داخل المعالج، ثم تُقاس بترتيب عشوائي لا يُكشف عنه إلا قبل القياس ببضعة أجزاء من الثانية. بسبب سرعة الضوء، فإن أي تدخل من مسافة تزيد عن 4500 كم لا يمكن أن يصل إلى المعالج خلال الـ 30 ميلي ثانية المتاحة. حتى الحاسوب الفائق الموجود بجوار المصدر مباشرة، يعجز عن إدخال أي تلاعب. وهكذا يكتسب التيار الضعيف القابل للتنبؤ أعلى درجات الإنتروبيا — أي مقياس العشوائية وعدم القدرة على التنبؤ. وللمرة الأولى، تُجرى عملية التنقية هذه عن بُعد، مما يؤكد أنه لا يمكن الوثوق بالعشوائية إلا عندما تستند إلى أساس النموذج القياسي وقوانينه الكمومية.
🎯 في السابق، كان تعزيز العشوائية يتطلب أن يكون المصدر وجهاز القياس في مختبر واحد. وهنا، ولأول مرة، تم ذلك عن بُعد، مما يفتح الطريق أمام التشفير الكمومي العالمي.