رمزنگاری کوانتومی اطلاعات
همچنین، برخی شرکت‌ها و مراکز تحقیقاتی مثل IBM، گوگل، و مایکروسافت ابزارها و نرم‌افزارهای خود را برای اجرای الگوریتم‌های کوانتومی و ارتباطات کوانتومی توسعه داده‌اند. این ابزارها برای کمک به توسعه، اجرا، و تست الگوریتم‌های کوانتومی مورداستفاده قرار می‌گیرند.
رمزنگاری کوانتومی اصولاً بر اساس الگوریتم‌های کوانتومی صورت می‌گیرد، اما هنوز در برخی مراحل یا بخش‌ها از فرایند ممکن است از بسترهای کلاسیکی یا غیرکوانتومی نیز استفاده شود. برای مثال:
- ارسال کلید کوانتومی: ابتدا، یک کلید کوانتومی بر اساس اصول کوانتومی ایجاد می‌شود. این کلید می‌تواند از ویژگی‌های کوانتومی مانند پلاریزاسیون فوتون‌ها برگردانده شود.
- استفاده از کلید برای رمزنگاری کلاسیک: سپس، این کلید کوانتومی برای رمزنگاری داده‌ها با استفاده از الگوریتم‌های کلاسیکی استفاده می‌شود. این الگوریتم‌ها ممکن است بر اساس مبانی رمزنگاری کلاسیکی مثل AES (Advanced Encryption Standard) باشند.
- ارسال اطلاعات رمزنگاری‌شده: اطلاعات رمزنگاری‌شده با استفاده از کلید کوانتومی به‌صورت امن ارسال می‌شود. در اینجا، مزیت اصول کوانتومی برای حفظ امنیت در حین ارسال اطلاعات مطرح می‌شود.
- استفاده از کلید برای رمزگشایی: در سمت دریافت‌کننده، کلید کوانتومی مورداستفاده قرار می‌گیرد تا اطلاعات رمزنگاری‌شده را باز کند.
به‌این‌ترتیب، هرچند که بخش اصلی از فرایند رمزنگاری از اصول کوانتومی بهره‌مند است، اما استفاده از الگوریتم‌ها و بسترهای کلاسیکی نیز ممکن است در این فرایند دخالت داشته باشد.
اصول ارتباطات کوانتومی اصلی به توجه به ویژگی‌های کوانتومی هستند و برخی از این اصول نیازمند خصوصیات خاص فیبرهای نوری نیستند. به‌عبارت‌دیگر، استفاده از فیبر نوری فقط یکی از بسیاری از بسترها برای ارتباطات کوانتومی است و این شیوه در اصل به سایر بسترهای شبکه نیز گسترش‌پذیر است.
در ارتباطات کوانتومی، از فیبرهای نوری برای انتقال فوتون‌ها (ذرات نوری) استفاده می‌شود که می‌تواند در فاصله‌های زیادی ارسال شوند. هرچند که فیبرهای نوری برخی مزایا برای این منظور دارند، اما اصول ارتباطات کوانتومی ابتدا و قبل از هر چیزی به خود ویژگی‌های کوانتومی میان فوتون‌ها توجه دارند.
در عمل، راهکارهای کوانتومی برای ارتباطات ممکن است شامل چندین بخش باشد ازجمله منابع کوانتومی، کانال‌های انتقال، و دستگاه‌های اندازه‌گیری. بنابراین، مهم‌ترین نکته این است که اصول کوانتومی می‌توانند در تعدادی از بسترهای مختلف شبکه و ارتباطات، ازجمله فیبرهای نوری، ماکروویو، و سایر انواع اتصالات به کار گرفته شوند.
درست است، فوتون‌ها به‌عنوان ذرات نوری انرژی بالا، مانند نور مرئی یا لیزر، نمی‌توانند به‌صورت مستقیم با کابل شبکه یا وایرلس منتقل شوند. فیبرهای نوری معمولاً برای انتقال فوتون‌ها به کار می‌روند.
ارتباطات کوانتومی با استفاده از فوتون‌ها معمولاً از طریق فیبرهای نوری انجام می‌شود. این فیبرهای نوری مخصوص، معمولاً به نام "فیبرهای نوری کوانتومی" یا "کانال‌های کوانتومی" شناخته می‌شوند، برای حفظ ویژگی‌های کوانتومی فوتون‌ها به کار می‌روند.
ازآنجاکه فوتون‌ها نمی‌توانند مستقیماً از طریق کابل شبکه‌های معمولی حمل شوند، ترتیبی خاص از فیبرهای نوری کوانتومی برای انتقال اطلاعات با استفاده از اصول کوانتومی به کار گرفته می‌شود.
ادامه مطلب در صفحه بعد...
