1943–наст. время · المعلومات الكمومية, التشفير, فيزياء الحوسبة
فيزيائي ومنظّر معلومات أمريكي، أحد مؤسسي نظرية المعلومات الكمومية. طوّر مع جيل براسار أول بروتوكول للتوزيع الكمومي للمفاتيح (BB84) وأسهم بشكل حاسم في مفهوم النقل الآني الكمومي. معروف أيضاً بأعماله في الحوسبة العكوسة وديناميكا المعلومات الحرارية.
سيرة
وُلد في نيويورك. حصل على الدكتوراه من هارفارد. يعمل منذ عام 1973 في أبحاث IBM حيث قضى معظم مسيرته. في عام 1993 اقترح مع زملائه بروتوكول النقل الآني الكمومي. حاصل على جائزة وولف في الفيزياء (2018) لإسهاماته في المعلومات الكمومية.
اكتشافات رئيسية
توزيع المفاتيح الكمومية BB84 – أول بروتوكول قابل للتطبيق عملياً في التشفير الكمومي باستخدام استقطاب الفوتونات.
النقل الآني الكمومي (بالاشتراك مع براسار، كريبو، جوزا، بيريز، ووترز) – نقل حالة كمومية مجهولة بين طرفين باستخدام قناة كلاسيكية وتشابك متوزع مسبقاً.
مبدأ لانداوير-بينيت – الربط بين الديناميكا الحرارية والمعلومات، وإثبات أن الحوسبة يمكن أن تكون عكوسة ولا تستلزم بالضرورة تبديد الحرارة.
💡 بينيت شغوف بعلم الأحياء وتاريخ السينما؛ وكثيراً ما يُشاهد في المؤتمرات حاملاً كاميرته.
اقتباس: "تمنحنا ميكانيكا الكم ليس فقط فيزياء جديدة، بل طريقة جديدة في التفكير حول مفهوم المعلومات ذاته."
تواجه الحواسيب الكمومية فائقة التوصيل الحواسيب الكمومية مشكلة التبريد: لا يمكن لكريوستات واحد استيعاب ملايين الكيوبتات. الحل هو القنوات البصرية، لكنها تحتاج إلى محولات ميكروويفية-بصرية لا تزال بعيدة عن المثالية. أظهر الباحثون أنه بفضل بروتوكولات التغذية الراجعة والمحاولات المتوازية والتقطير الكمومي،
تفصل فجوة ترددية قدرها خمس مراتب بين الكيوبتات فائقة التوصيل والفوتونات الضوئية. الترجمة المباشرة للكيوبت طريق مسدود هندسي، لكن حيلة معمارية مستوحاة من تبديل الحزم تحول المحولات الضعيفة إلى مولدات تشابك. هكذا يتحول الإنترنت الكمومي من يوتوبيا إلى مخطط: الإي-بتات الموزعة تعد بشبكة بلا حدود.
بروتوكول جديد يتبادل الأسرار باستخدام الطاقة المنقولة آنيًا، دون نقل أي جسيمات. الطريقة مقاومة للتشويش وتكشف محاولات الغش، مما يمهد الطريق لشبكات ذات حماية مطلقة.
بدمج الحواسيب الكمومية المتقلبة في فرق موسيقية عبر تزامن غير مرئي، يصنع العلماء مراكز حوسبة خالية من الأخطاء — خطوة نحو إنترنت كمومي يُسرّع اكتشاف الأدوية والتنبؤات الدقيقة للمناخ.
تربط الحواسيب الكمومية فائقة التوصيل تعوقها الحرارة المدمرة. الحل هو النقل الآني عبر إشارات متشابكة. في التجربة، تم تسخين القناة إلى 4 كلفن، لكن الدقة بقيت أعلى من الحد الكلاسيكي. الآن يمكن بناء شبكات كمومية موزعة دون تبريد شامل إلى ميلي كلفن.
للحفاظ على سرية البيانات أثناء الحوسبة، عادةً ما تُستخدم خوادم متعددة. وجد العلماء طريقة لتقليل عددها باستخدام التشابك الكمومي. يعمل النهج الجديد حتى في الظروف الصعبة ويبشر بجعل الخدمات السحابية أكثر أمانًا وأقل تكلفة.
يشبه الانتقال الكمي إرسال مخطط دقيق، يُعاد بناء نسخة منه في الطرف الآخر. المشكلة أن الضوضاء عادة ما تُشوش الخطوط. أما الآن فقد استخدم الفيزيائيون ضوءًا بخصائص خاصة — كقلم لا يترك بقع حبر. ارتفعت الدقة إلى 97%، مما يفتح الطريق أمام الإنترنت الكمي والاتصالات المحصّنة.
تبادلت ماستان تحملان ذرات كيوبتية حالة كمومية عبر الضوء. وبفضل تصحيح الأخطاء الفوري، تمت العملية دون أي عطل — لأول مرة لهذا النوع من البوابات. وهذا يدفع باتجاه الإنترنت الكمومي: ففي المستقبل، ستتمكن مراكز البيانات في مدن مختلفة من حل مسألة واحدة كما لو كانت حاسوباً واحداً.
لأول مرة، تم ربط ذرات منفردة عبر ألياف بصرية طويلة بطريقة موثوقة، واستُخرج من «تواصلها» شفرة سرية. أي محاولة للاختراق تدمر الزوج فورًا — وهذه ليست حيلة، بل خاصية من خصائص العالم الكمومي. تحوّل طريقة الحماية هذه أي اعتراض إلى جريمة محكوم عليها بالفشل.
أثبت العلماء إمكانية إنشاء شفرة تمنع متنصتين مستقلين من استعادة الرسالة الأصلية في آنٍ واحد. تعتمد الحماية على قوانين الطبيعة الأساسية ولا تتعلق بقدرة الحوسبة.
أثناء تدريب الشبكات العصبية على آلاف الأجهزة، يؤدي تبادل البيانات إلى إبطاء العملية ويزيد من خطر التسرب. يتيح استبدال الإشارات العادية بـ الاتصال الكمومي نقل ضعف كمية المعلومات في المرة الواحدة بخصوصية تامة: تمنع الجسيمات المتشابكة أي تجسس. تنطبق الطريقة على كلٍّ من النماذج الكلاسيكية والكمومية. يوف