تحديات الذكاء الصناعي في جعل الربوت له مشاعر مثل البشر

 الإنترنت الكمي سيجعل القرصنة شيئًا من الماضي ....

يساعد "الإجراء المخيف عن بعد" على تشفير الرسائل.

الإنترنت الكمي:

باستخدام الإنترنت الكمي، تكون البيانات آمنة، وتكون الاتصالات خاصة، كما أن مخاوفك بشأن المعلومات التي يتم اعتراضها أصبحت شيئًا من الماضي.

أدى ظهور العمل الجماعي من المنزل إلى زيادة وعي العديد من الأشخاص بالمخاطر الأمنية لإرسال معلومات حساسة عبر الإنترنت. أفضل ما يمكننا فعله في الوقت الحالي هو أن نجعل من الصعب اعتراض رسائلك واختراقها -لكن لا يمكننا جعل ذلك مستحيلًا.

 

ما نحتاجه هو نوع جديد من الإنترنت: الإنترنت الكمي. في هذا الإصدار من الشبكة العالمية، تكون البيانات آمنة، والاتصالات خاصة، كما أن مخاوفك بشأن المعلومات التي يتم اعتراضها أصبحت شيئًا من الماضي.

 

لقد حققت أنا وزملائي انجازا، نُشر في Science Advances ، والذي سيجعل مثل هذا الإنترنت الكمي ممكنًا من خلال توسيع نطاق المفاهيم الكامنة وراءه باستخدام البنية التحتية للاتصالات السلكية واللاسلكية الحالية.

 

تتمثل طريقتنا الحالية في حماية البيانات عبر الإنترنت في تشفيرها باستخدام المشكلات الرياضية التي يسهل حلها إذا كان لديك "مفتاح" رقمي لإلغاء تأمين التشفير ولكن يصعب حله بدونه. ومع ذلك، فإن الصعب لا يعني أنه مستحيل، وبوجود الوقت الكافي وقوة الكمبيوتر، يمكن كسر طرق التشفير الحالية.

من ناحية أخرى، ينشئ الاتصال الكمي مفاتيح باستخدام جزيئات الضوء الفردية (الفوتونات)، والتي -وفقًا لمبادئ فيزياء الكم -من المستحيل عمل نسخة طبق الأصل منها. ستؤدي أي محاولة لنسخ هذه المفاتيح إلى حدوث أخطاء يمكن اكتشافها حتمًا. هذا يعني أن المخترق، بغض النظر عن مدى ذكائه أو قوته أو نوع الكمبيوتر العملاق الذي يمتلكه، لا يمكنه نسخ مفتاح كمي أو قراءة الرسالة التي يشفرها.

 

تم بالفعل توضيح هذا المفهوم في الأقمار الصناعية وعبر كابلات الألياف الضوئية، واستخدم لإرسال رسائل آمنة بين مختلف البلدان. فلماذا لا نستخدمه بالفعل في الحياة اليومية؟ تكمن المشكلة في أنها تتطلب تقنية متخصصة باهظة الثمن مما يعني أنها غير قابلة للتطوير حاليًا.

 

كانت تقنيات الاتصال الكمي السابقة مثل أزواج من أجهزة الاتصال اللاسلكي للأطفال. أنت بحاجة إلى زوج واحد من الهواتف لكل زوج من المستخدمين الذين يرغبون في التواصل بشكل آمن. لذا، إذا أراد ثلاثة أطفال التحدث مع بعضهم البعض، فسيحتاجون إلى ثلاثة أزواج من الهواتف (أو ستة أجهزة اتصال لاسلكي) ويجب أن يكون لكل طفل اثنين منهم. إذا أراد ثمانية أطفال التحدث مع بعضهم البعض، فسيحتاجون إلى 56 جهاز اتصال لاسلكي.

 

من الواضح أنه ليس من العملي أن يمتلك شخص ما جهازًا منفصلاً لكل شخص أو موقع ويب يريد التواصل معه عبر الإنترنت. لذلك توصلنا إلى طريقة لربط كل مستخدم بأمان بجهاز واحد فقط لكل منهما، وهو يشبه الهواتف أكثر من أجهزة الاتصال اللاسلكي.

 

 

يعمل كل جهاز اتصال لاسلكي كجهاز إرسال وجهاز استقبال من أجل مشاركة المفاتيح الكمية التي تجعل الاتصال آمنًا. في نموذجنا، يحتاج المستخدمون فقط إلى جهاز استقبال لأنهم يحصلون على الفوتونات لتوليد مفاتيحهم من جهاز إرسال مركزي.

 

هذا ممكن بسبب مبدأ آخر لفيزياء الكم يسمى "التشابك". لا يمكن نسخ الفوتون بالضبط ولكن يمكن أن يتشابك مع فوتون آخر بحيث يتصرف كلاهما بنفس الطريقة عند القياس، بغض النظر عن المسافة بينهما -وهو ما أطلق عليه ألبرت أينشتاين "العمل المخيف عن بعد".

 

شبكة كاملة

عندما يرغب مستخدمان في التواصل، يرسل جهاز الإرسال الخاص بنا زوجًا متشابكًا من الفوتونات -جسيم واحد لكل مستخدم. ثم تقوم أجهزة المستخدمين بإجراء سلسلة من القياسات على هذه الفوتونات لإنشاء مفتاح كمي سري مشترك. يمكنهم بعد ذلك تشفير رسائلهم باستخدام هذا المفتاح ونقلها بأمان.

 

من خلال استخدام مضاعفة الإرسال، وهي تقنية اتصالات سلكية ولاسلكية شائعة لدمج الإشارات أو تقسيمها، يمكننا إرسال أزواج الفوتونات المتشابكة هذه بشكل فعال إلى مجموعات متعددة من الأشخاص في وقت واحد.

 

يمكننا أيضًا إرسال العديد من الإشارات إلى كل مستخدم بطريقة يمكن فك تشفيرها جميعًا في وقت واحد. بهذه الطريقة استبدلنا بشكل فعال أزواج من أجهزة الاتصال اللاسلكي بنظام أكثر شبهاً بمكالمة الفيديو مع مشاركين متعددين، حيث يمكنك التواصل مع كل مستخدم بشكل خاص ومستقل وكذلك الكل في وقت واحد.

 

لقد اختبرنا هذا المفهوم حتى الآن من خلال توصيل ثمانية مستخدمين عبر مدينة واحدة. نحن نعمل الآن على تحسين سرعة شبكتنا وربط العديد من هذه الشبكات. لقد بدأ المتعاونون بالفعل في استخدام شبكتنا الكمية كقاعدة اختبار للعديد من التطبيقات المثيرة التي تتجاوز مجرد الاتصال الكمي.

 

نأمل أيضًا في تطوير شبكات كمية أفضل استنادًا إلى هذه التكنولوجيا مع شركاء تجاريين في السنوات القليلة المقبلة. مع ابتكارات مثل هذه، آمل أن أشهد بداية الإنترنت الكمي في السنوات العشر القادمة.

المقالة مترجمة عن المقالة الاصلية لـ: سيدارث كودورو جوشي - زميل باحث في الاتصالات الكمومية ، جامعة بريستول ، 03 سبتمبر 2020

 

تم نشر هذه المقالة في الأصل في The Conversation.