Kvant İnternet - Gələcəyin İnterneti
Hər mənada 2020-ci il bir çox insanın xatırlamaq belə istəmədiyi bir il olmağa davam edir. Ancaq çox narahat olmamaq üçün elm baxımından əhəmiyyətli bir il olmağa davam edir. Marsa edilən missiyalar və Venerada həyat izlərinin tapılması ilə biz bir az nəfəs ala bilərik. Ancaq pandemiya başlamazdan əvvəl başqa bir çox vacib inkişaf baş verdi. 2020-ci ilin fevral ayında ABŞ Energetika Departamentinin Arqonna Laboratoriyasında və Çikaqo Universitetinin alimləri dünyaya çox əhəmiyyətli bir uğur elan etdilər.
Elm adamları Çikaqoda kvant tuneli adlı obyektdə indiyə qədər əldə edilən ən uzun məsafə olan 83,7 kilometr məsafədə kvant dolanışığını əldə edə bildiklərini açıqladılar.
İndi bu barədə heç nə deyə bilmərik, lakin elm auditoriyası bu mövzu ilə kvant seriyasından tanışdır. Gördüyümüz və yaşadığımız dünyadan çox fərqli qaydaların tətbiq olunmağa davam etdiyi bu kainatda maddə və enerjinin davranışı haqqında geniş danışdıq. Buna görə də buna nail olmaq və xüsusilə də ona nəzarət etmək çox inanılmaz imkanları mümkün edə və çox qəribə qapılar aça bilər.
Bu gün biz bu imkanların ən maraqlılarından biri haqqında danışacağıq. Biz bildiyimiz texnologiyadan, bütün bəşəriyyətin yeni səviyyəyə keçməsini təmin edəcək bir qapıdan danışacağıq.
Kvant İnternetindən…
Başda qeyd etdiyim uğur bu qapının ilk açarı ola bilər. Bu, yaxın 10 ildə hazırda istifadə etdiyimiz internetin tamamilə yeni, inanılmaz sürətli və güclü versiyasını dünyaya təqdim edə biləcək bir açardır. Bu, bu gün istifadə etdiyimiz internet infrastrukturunun əsasını təşkil edən bitləri, yəni sıfırları və birləri əvəz edərək “qubitlərin” üstünlük təşkil edəcəyi bir sahədir. Quantum Computers videosunda ətraflı danışdığımız kimi, bu qubitlər kvant mexanikasının çılğın imkanlarından istifadə edərək tək bir dəyərlə işləmir. Onlar bir ola bilər, sıfır ola bilər, həm bir, həm də sıfır ola bilər. Bu şəkildə birlikdə işləyən qubitlər demək olar ki, sonsuz imkanlar ehtiva edə bilər.
Beləliklə, bildiyimiz kimi müəyyən bir “bant genişliyinə” sahib olan internet, kvant interneti halına gəldikdə, super güclü kvant kompüterləri və buna bənzər kvant cihazlarını bir-birinə bağlayaraq çox daha geniş bir genişlikdə işləyə biləcək. , hal-hazırda əlimizdə olan vasitələrlə ağlımıza belə gətirmədiyimiz əməliyyatları yerinə yetirmək imkanımız olacaq.
Qeyd etdiyimiz kvant dolaşıqlığı layihəsini həyata keçirən Arqonda işləyən Çikaqo Universitetinin Molekulyar Mühəndislik Departamentinin spintronika və kvant hesablamaları professoru David Awschalom bunu belə izah edir.
“Kvant interneti kompüterlərin, şəbəkələrin və sensorların rabitə, hissetmə və hesablamanın vahid bir fenomen kimi işlədiyi tamamilə yeni sistemdə məlumat mübadiləsi apardığı kvant ekosistem platforması olacaq”.
Amma beynində bir sual var. Bunun bizə nə faydası olacaq? Ən əsası, o bunu necə edəcək?
Beləliklə, kvant internet nədir?
Gəlin bunu yoldan çıxaraq. Kvant interneti bildiyimiz kimi “standart interneti” əvəz etməyəcək. Siz bunu mövcud internetin tamamlayıcısı və ya qolu kimi düşünə bilərsiniz. Başqalarının hekayələrimizdən bizə göndərdiyi bayram fotoşəkillərimizi və ya ad günü mesajlarımızı normal internetdən istifadə edərək bütün dünyaya paylaşmağa davam edəcəyik. Bunları bölüşmək üçün bizə kvant dolaşıqlığına və ya superpozisiyaya ehtiyac yoxdur.
Onun ən mühüm funksiyalarından biri odur ki, o, hazırda internetin ən böyük problemlərindən birini həll edəcək. Təhlükəsizlik. Kvant internet, xüsusən kibercinayətkarlıq və hakerlik problemlərinə qarşı əldə edə biləcəyimiz ən yüksək təhlükəsizliyi təklif etmək potensialına malikdir. Məsələn, bu gün kimsə İstanbuldan Berlinə mesaj göndərəndə bu mesaj bir xətt üzərindən keçərkən müxtəlif müdaxilələr səbəbindən göndərilən siqnallar təhrif olunur. Mesajın ötürüldüyü şəxsin cihazı bu siqnalı qəbul etdikdə əvvəlcə problemləri həll edir, siqnalı gücləndirir və nəhayət mesaj oxuna bilir. Təbii ki, bu prosesi dərk edə bilmirik; Lakin bu qədər qısa vaxt tələb olunsa belə, hakerlərin müdaxilə edib mesajı deşifrə etməsi, dəyişdirməsi və kopyalaması kifayətdir.
Ancaq bu kvant mesajı olsaydı, bu problem olmazdı. Kvant şəbəkələri kiberhücumlardan qoruyan fotonlarla göndərilir. Mesajları deşifrə etmək üçün riyazi hesablamalar əvəzinə kvant fizikasına xas qanunlardan istifadə edirik. Bu kvant məlumatını köçürmək, dəyişdirmək və ya korlamaq mümkün deyil. Üstəlik, bildiyiniz kimi, bu mesajı dəyişmədən baxmaq mümkün deyil. Baxanda onu təhrif edirsən. Deyə bilərik ki, mesaja müdaxilə etmək istəyəndə mesaj özünü məhv edir. Başqa sözlə, istər bank əməliyyatları, istər dövlət və ya şirkət sirri olsun, istənilən əməliyyatın daha təhlükəsiz şəkildə şifrələnməsini təmin edəcək bir infrastrukturdan söhbət gedir.
Yenə bu nöqtədə, başlanğıcda qeyd etdiyim kvant dolanışığı təcrübəsinin əhəmiyyətinə toxunmaq üçün, bu, heç kimə çıxışı olmadan məlumat mübadiləsi aparmaq istəyənlər üçün ən faydalı və təhlükəsiz sistemdir. Bir-birinə qarışmış iki hissəcikdən istifadə edərək ünsiyyət. Çünki bir-birinə qarışmış iki zərrəcik, nə qədər uzaqda olsalar da, əslində tək bir hadisədir. David Bohm bunu belə ümumiləşdirmişdir: “Əslində bütün kainat bölünməzdir və vahid bir fenomen kimi qəbul edilməlidir”.
Amma istəyirsinizsə, gəlin bunu daha başa düşülən çərçivəyə salaq. Əvvəllər haqqında danışdığımız kvant teleportasiya fenomeni. Luiziana Universitetinin tədqiqatçısı Sumeet Khatri və onun həmkarları da bu mövzuda araşdırma dərc ediblər. Onlar kosmosa əsaslanan kvant internet nəzəriyyəsini irəli sürdülər. Başqa sözlə, onlar orbitə göndəriləcək kvant peykləri ilə dolaşmış fotonları davamlı olaraq dünyaya göndərməklə kvant internet şəbəkəsinin yaradıla biləcəyinə inanırlar.
Burada kvant teleportasiyası işə düşür. Teleportasiyadan danışarkən elmi fantastikada rastlaşdığımız nümunələrdən danışmırıq. Özünüzü dünyanın digər tərəfinə teleportasiya etməyi hələlik unudun, baxmayaraq ki, bunun çox uzaq gələcəkdə mümkün olduğuna inanan elm adamları var. Burada kvant interneti çərçivəsində bəhs etdiyimiz kvant teleportasiyası aşağıdakı kimi işləyir. Məsələn, məlumat mübadiləsi və ya əməliyyat həyata keçirmək istəyən iki insanın hər birində bir-birinə qarışmış kvant hissəcikləri var. Məlumat göndərmək istəyən şəxs bu hissəciklərin dolaşıq xüsusiyyətindən istifadə edərək istədiyi məlumatı qarşı tərəfə göndərə bilər.
İndi təsəvvür edin ki, biz bu dolaşıq hissəcikləri bütün dünyanın müəyyən nöqtələrinə yayırıq. Budur sizin üçün kvant interneti. Ancaq burada problem bu hissəciklərin bütün dünyada necə yayılacağını və yerləşəcəyini anlamaqdadır.
Ancaq bu problem həll edildikdə və genişmiqyaslı kvant internet şəbəkəsi yaradıldıqda inanılmaz sürət əldə ediləcək və məsələn, bütün dünyada saatlar indiki atom saatlarından qat-qat dəqiqliklə anında sinxronlaşdırılacaq. Beləliklə, GPS naviqasiyası istənilən yerdən santimetrlərlə ölçülə bilən dəqiqliklə indikindən çox daha dəqiq işləyə biləcək. Yaxud elm adamları Yerin qravitasiya sahəsinin xəritəsini elə təfərrüatlı şəkildə çəkə biləcəklər ki, hətta ən kiçik qravitasiya dalğaları da aşkarlana bilsin. Yaxud dünyanın hər yerindən teleskopların arasına fotonlar göndərməklə dünya ölçüsündə nəhəng teleskop yarada biləcəyik. Beləliklə, ulduzların ətrafındakı bütün planetləri çox dəqiq şəkildə müşahidə etmək şansımız olacaq.
Və ya daha da əhəmiyyətlisi, dünya miqyasında bir-biri ilə əlaqəli kvant kompüterləri şəbəkəsi ortaya çıxdıqda, bu anda yaxınlaşa bilmədiyimiz simulyasiyaları həyata keçirmək mümkün olacaq. Bu şəkildə molekulların və zülalların davranışlarını daha yaxşı anlayaraq, illərlə davam edən dərman sınaqları saatlara endirilə bilər.
Bundan əlavə, alimləri və buna görə də bizim kimi elmsevərləri ən çox həyəcanlandıran imkanlardan biri də budur. İndi düzünü desək, kainatın necə işlədiyini bilmirik. Beləliklə, bizdə kvant mexanikasının necə işlədiyinə dair bir şəkil var, lakin onun necə işlədiyini və real tətbiqlərini başa düşməmişik. Beləliklə, qarşımızda olan şəkil olduqca bulanıqdır.
Bununla belə, bu kvant kompüterlərinin internetində birlikdə çalışaraq, bütün bu kompüterlər, bəli, kainatın simulyasiyasını yaratmağa, bütün hissəciklərin davranışını ilk mərhələdən başlayaraq, indiki və gələcəyi proqnozlaşdırmağa və hətta idarə etməyə imkan verə bilər. bu günə qədər böyük partlayışın ikincisi.
Amma bütün bunların baş verməsi üçün ilk növbədə işin texniki hissəsini həll etməliyik. Birincisi, gələcəkdə ayrı-ayrı videolarda danışacağımız istilik problemi və kvant kompüterlərində hissəciklərin idarə edilməsi və idarə edilməsi kimi problemlərlə məşğul olmalıyıq.
Beləliklə, klassik yaddaş və şifrələmə texnologiyaları ilə mesajı şifrələdiyiniz və saxladığınız zaman bu məlumat çox uzun müddət belə qalır. Lakin kvant mexanikasının qəribəliklərinə görə, məlumatı bir hissəciyə kodladığınız zaman həmin hissəcik demək olar ki, dərhal çürüməyə başlaya bilər.
Yaxud, müşahidəçi problemindən xatırladığınız kimi, hissəciklər xarici dünya ilə yaxşı yola getmir və dərhal çökür. Onlar utancaqdırlar. Bu mərhələdə quracağınız kvant şəbəkəsinin xarici dünya faktorlarından təcrid olunması vacibdir. Amma bununla bağlı araşdırmalar da aparılır. Tamamilə təmizlənmiş vakuum boruları istifadə edilə bilər, lakin bildiyiniz kimi, kvant sahələri boş yer qoymur.
Beləliklə, xülasə olaraq, kvant internetindən istifadə etmək üçün hələ icad edilməmiş bəzi avadanlıqlara ehtiyacımız var, hətta o, hələ ağlımıza belə gətirmədiyimiz imkanlara hamilə olsa belə. Bu yaxınlarda kosmosa bir növ kvant peyki göndərən Çin alimlərinin fikrincə, biz bu mərhələyə 2030-cu ildə çata bilərik.
Ancaq bunun üçün işin nəzəri hissəsindən kənarda mükəmməl mühəndisliyə ehtiyacımız olacaq. Adlar, qurumlar və nəticədə buna nail olacaq ölkələr sadəcə olaraq gələcəyə sahib olacaqlar. Biz bu mənalı müharibəyə qoşulub gələcəyi formalaşdıran aktyor olmaq istərdik. Bunun baş verməməsi üçün heç bir səbəb görmürəm. İnanıram ki, hər mənada dəyişikliyə ehtiyacı olan, yeniliyə açıq, qətiyyətli, üzünü həqiqətən vacib olan məntiqə, elmə çevirən yeni nəsil buna qadirdir. Yaxın 10-20 ildə, kvant texnologiyası əsrində mən bu uşaqların adlarını podiumlarda, Nobel mükafatlarında, dünyanı formalaşdıran insanların siyahısında görmək istəyirəm və hiss edirəm ki, bu da olacaq. .
Və həmişəki kimi.
Yenidən görüşənə qədər.
Sizə sahib olduğuma şadam.
Hörmətlə!
Mənbələr:
https://www.wired.com/story/quantum-internet-is-13-years-away-wait-whats-quantum-internet/
https://electronics.howstuffworks.com/future-tech/quantum-internet.htm#:~:text=%22A%20quantum%20internet%20will%20be,explains%20David%20Awschalom%20via%20email.
https://www.nature.com/articles/d41586-018-07129-y
