معرفی شبکه های کوانتومی

شبکه کوانتومی یک شبکه مخابراتی است که امکان مبادله بلند برد و امن کلید کوانتومی یا اطلاعات کوانتومی را بین کاربران فراهم میکند. این شبکه قادر است به انواع کاربران در نقاط مختلف و با روشهای دسترسی مختلف (فیبر نوری، بیسیم، ماهواره و …) سرویسهای کوانتومی ارائه دهد. به‌طورکلی افت و نویز کانال از چالشهای ارتباطات بلند برد محسوب میشوند. برای حل این مشکل در انتقال بلند برد سیگنال کلاسیکی از تکرارکنندههای کلاسیک استفاده میشود. تکرارکنندههای کلاسیکی یک سیگنال ضعیف و نویزی را دریافت میکنند و پس از تقویت و تصحیح خطا، یک سیگنال قوی و تمیز را بازتولید میکنند و به این طریق بر چالش افت و نویز کانال غلبه میکنند. بااین‌وجود قوانین مکانیک کوانتومی ازجمله اصل کپی ممنوع مانع از اجرای مستقیم چنین اعمالی در شبکههای کوانتومی میشوند؛ بنابراین شبکههای کوانتومی ناگزیر باید به شیوهای متفاوت از شبکههای کلاسیک عمل کنند و کلید یا اطلاعات کوانتومی را از یک گره به گره دیگر منتقل کنند. برای حل این چالش و برپایی شبکههای کوانتومی راهکارهای مختلفی ارائه‌شده است که بر اساس پیشرفت فناوری میتوان آن‌ها را در کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلندمدت پیادهسازی کرد. این راهکارهای که تحت عنوان نسلهای مختلف شبکههای کوانتومی نیز از آن‌ها یاد میشود، عبارت‌اند از:  نسل اول: شبکه کوانتومی گره‌های قابل‌اعتماد  نسل دوم: شبکههای کوانتومی نسبتاً قابل‌اعتماد  نسل سوم: شبکههای کوانتومی غیرقابل‌اعتماد در شبکههای نسل اول سرویس توزیع کلید کوانتومی به کاربران ارائه میشود. در شبکه نسل دوم ایده گره‌های نسبتاً قابل‌اعتماد از چند مسیر مختلف برای ارسال کلید امن استفاده می‌شود. شبکههای نسل سوم امکان تبادل اطلاعات کوانتومی بین رایانه‌های کوانتومی را فراهم میکنند. ارتباطات بلند در این شبکه توسط تکرارکننده‌های کوانتومی برقرار میشود که اساس کار آن‌ها بر مبنای درهمتنیدگی است. به همین دلیل از این شبکهها تحت عنوان شبکه تکرارکنندههای کوانتومی یا شبکههای مبتنی بر درهمتنیدگی یا اینترنت کوانتومی نیز یاد میشود. در این وبینار اصول کار، کاربردها و فرصتها و چالشهای هر یک از این شبکهها معرفی خواهد شد.