به گزارش باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)؛ مسعود اسماعیلی: سومین آزمایش انتقال امن کوانتومی فوتون‌ها از سازمان انرژی اتمی ایران تا برج میلاد با تجهیزات پیشرفته و به همت متخصصان و پژوهشگران مرکز فناوری‌های کوانتومی سازمان انرژی اتمی ایران با موفقیت انجام شد.
در این روش انتقال با برقراری ارتباط کوانتومی مبتنی بر درهم‌تنیدگی، پیام‌ها به شیوه‌ای امن رمزگذاری و انتقال اطلاعات در مسیر مشخص‌شده میان دونقطه موردنظر انجام می‌شود؛ سپس پیام موردنظر به‌وسیله کلید کوانتومی رمزگذاری، به مقصد ارسال و در آنجا بار دیگر به کمک کلید کوانتومی که به‌دلیل بهره‌گیری از درهم‌تنیدگی کوانتومی قابل کپی‌برداری و هک نمی‌باشد، رمزگشایی می‌شود.
آزمایش انتقال امن کوانتومی فوتون‌ها تاکنون در سه فاز آزمایشگاهی در فاصله دو متری، مابین دو ساختمان به مسافت ۳۰۰ متر و به‌تازگی میان ساختمان مرکز فناوری‌های کوانتومی ایران تا تراز ۳۰۰ متری برج میلاد به مسافت یک‌هزار و ۶۵۰ متر انجام شده است، این دستاوردها به‌عنوان بخشی از زیرساخت مورد نیاز و گامی به‌سوی ماهواره کوانتومی، رادار/ لیدارکوانتومی و شبکه‌های کوانتومی تلقی می‌شود.
فناوری‌های کوانتومی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین فناوری‌های قرن ۲۱ به‌شمار می‌آید که در حال ایجاد انقلابی شگرف در علم و فناوری است. ساخت رایانه‌های کوانتومی، ساعت اتمی، تشخیص به موقع بیماری و سرطان‌ها و ماهواره و رادارهای کوانتومی ازجمله دستاوردهای مهم به‌دست آمده از این فناوری جدید است.
وجود زیرساخت مناسب و برنامه‌ریزی به‌موقع سبب شد تا ایران با فاصله کوتاهی از کشورهای پیشرو در جهان به این فناوری دست یابد و جزو ۶ کشور صاحب این فناوری باشد.
سازمان انرژی اتمی بستر درهم‌تنیدگی فوتون‌ها را فراهم کرده است
اقدامی که سازمان انرژی اتمی انجام داد در راستای موضوع درهم‌تنیدگی کوانتومی فوتون‌ها است. فوتون امواج الکترومغناطیس مانند نور لامپ، نور خورشید یا امواج گرمایشی همچون اتو است، ذرات بسیار ریزی هستند که قابل مشاهده نیستند، به سرعت نور حرکت می‌کنند، جرم ندارند و دارای ابعاد خاص و مشخصی نیستند.
در آزمایش درهم‌تنیدگی کوانتومی فوتون در ابعاد فمتور یا آنگسترون را با دستگاه خاصی که انحصاراً در اختیار سازمان انرژی اتمی است، در مدت زمان خاصی کنار هم نگه می‌دارند. وقتی دو فوتون را کنار هم نگه می‌دارند، اخلاقهایشان روی یکدیگر تأثیر می‌گذارند.
در این خصوص، رابطه زن و شوهر می‌تواند مثال خوبی برای تبیین موضوع باشد. این دو، تا زمانی که جدا از هم هستند (قبل از ازدواج) اخلاق های خاص خود را دارند، ولی وقتی زیر یک سقف قرار می‌گیرند، خلق و خوهای آن‌ها روی هم تأثیر می‌گذارد. فوتون‌ها وقتی مدتی کنار هم قرار می‌گیرند اخلاقهایشان روی هم تأثیر می‌گذارد.
بعد از مدتی با فرایند خاصی فوتون‌ها را از هم جدا می‌کنند؛ یکی را نگه می‌دارند و فوتون دوم را تبعید می‌کنند (به فاصله مشخصی می‌فرستند). وقتی این اتفاق رخ می‌دهد چندین تئوری شکل می‌گیرد؛ آیا اینها از هم مستقل می‌شوند، اخلاق هایشان تغییر می‌کند یا اخلاق جدیدی به وجود می‌آید.
در بررسی‌ها باید مشخص شود آیا فوتونی که تبعید شده است روی فوتون ثابت تأثیر می‌گذارد یا خیر. فرض کنیم در مثال زن و شوهر وقتی زوج کنار هم هستند ساعت هشت شب شام می‌خورند، حال که یکی از دو طرف تبعید شده است آیا همچنان همان ساعت غذا می‌خورند یا اینکه جلوتر یا عقب‌تر صرف می‌کنند.
فوتون‌ها درحالی‌که جدا می‌شوند صفات خاص خود را دارند و بر مبنای اینکه آن صفات را دارند، هر تغییری که در فوتون مقصد رخ دهد، در فوتون مبدأ نیز تأثیر می‌گذارد، زیرا قاعده وابستگی در فوتون وجود دارد.
سازمان انرژی اتمی تمام بستر انتقال فوتون‌ها از مبدأ به مقصد و بررسی اخلاقها را در اختیار دارد، بنیاد این علم بر مبنای فیزیک است و ارتباطی به سایر علوم همچون ارتباطات و غیره ندارد بنابراین، متولی علم انحصاراً سازمان انرژی اتمی است.
از خاصیت درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌توان در هر موضوعی استفاده کرد؛ به‌عنوان نمونه مبحثی به نام «مخابرات کوانتومی» یا نقل و انتقال اطلاعات وجود دارد که مبنای همه این مباحث درهم‌تنیدگی کوانتومی است.
درهم‌تنیدگی به‌طور کلی از اصولی نشئت می‌گیرد که بنیان مطالعاتی آن در حیطه وظایف سازمان انرژی اتمی است و ارتباط مستقیم با فیزیک پایه دارد. در بحث انتقال فوتون‌ها یک‌سری ابزارها نیاز است تا کنار هم قرار بگیرند، به راه دور فرستاده شوند و غیره که مبنای بررسی همه آن‌ها در حیطه وظایف سازمان انرژی اتمی است.
از سوی دیگر نهاد ریاست جمهوری، وزارت ارتباطات و ارگان‌های دولتی و خصوصی یا نهادهای اطلاعاتی و دفاعی می‌توانند به‌عنوان مجری کار به مبحث ورود کنند.
بحث انتقال فوتون‌ها را نمی‌توان به‌طور خاص تفکیک کرد و گفت مختص دفاعی، هسته‌ای یا ارتباطات است و در حوزه جنبه کاربردی، مخابرات، صنایع دفاعی و اطلاعاتی می‌توانند از ثمره تلاش‌ها و علومی که سازمان انرژی اتمی در اختیار قرار داده است، بهره بگیرند. اگر بخواهیم مثالی بزنیم، در دستگاه تصویربرداری اشعه ایکس مبنای کار فیزیک است، ولی صنایع پزشکی از آن بهره‌برداری می‌کنند.
در انتقال فوتون‌ها مبنای کار سازمان انرژی اتمی است و هر نهاد یا ارگانی فراخور نیاز خود می‌تواند از این قابلیت علمی مدرن استفاده کند. عملیات انتقال فوتون‌ها که جمهوری اسلامی ایران به‌تازگی به آن ورود کرده است، پیش‌تر از سوی برخی از کشورها آزموده شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته بود. آمریکا، اتریش، چین و روسیه جزو کشورهایی هستند که پیشگام این علم به‌شمار می‌روند و اکنون در حال برداشت ثمره تلاش‌های علمی خود هستند.
«دنیای امن کوانتوم» علمی است که بسیاری از کشورها به آن ورود کرده‌اند و در حال بهره‌برداری از نتیجه تلاش‌های علمی خود در این حوزه هستند و جمهوری اسلامی ایران با موفقیت به این حوزه ورود پیدا کرده است. در حال حاضر کشورهای غربی و توسعه‌یافته در ابعاد بسیار طولانی عملیات انتقال فوتون‌ها را انجام می‌دهند و از آن در حوزه ارسال فضاپیما و ماهواره به فضا سود می‌جویند.
جمهوری اسلامی ایران با اتکا به توان علمی دانشمندان هسته‌ای خود هم‌اکنون در مرحله نخست این موضوع قرار دارد و در حال آزمودن فواصل بسیار کوتاه هستیم و باید مشخص شود چه نتیجه‌ای به دست خواهد آمد. دنیا دو سه نسل جلوتر از علمی است که اکنون به آن ورود کرده‌ایم و به کاربرد رسیده‌اند، ولی ما در حال انجام تحقیقات هستیم.
در حوزه عملیاتی کردن این علم، وزارت دفاع می‌تواند در ساخت موشک‌ها بهره‌برداری کند و در حوزه نقل و انتقال اطلاعات شاهد ورود وزارت ارتباطات هستیم. همان‌گونه که قبلاً بیان شد، در عملیات انتقال فوتون‌ها، فوتون مبدأ و مقصد می‌توانند خاصیت هم را بپذیرند و هر تغییری در مقصد، بر مبدأ تأثیر می‌گذارد.
نکته قابل توجه در این میان، این است که در فاصله مبدأ و مقصد هیچ عاملی نمی‌تواند ورود کند و بر اخلاقیات دو طرف تأثیر بگذارد؛ به‌عنوان نمونه در خطوط ارتباط تلفنی اگر نقطه مبدأ تهران و مقصد را کاشان در نظر بگیریم، اگر تماسی برقرار شود در فاصله مبدأ تا مقصد هر عاملی می‌تواند نفوذ کند و بحث شنود اطلاعات مطرح می‌شود، زیرا با خطوط ارتباطی طرف هستیم که هر کسی می‌تواند به آن نفوذ پیدا کند؛ ولی در بحث درهم‌تنیدگی میان فاصله مبدأ و مقصد هیچ عاملی نمی‌تواند ورود کند. با توجه به این موضوع می‌توان گفت یکی از کاربردهای علم در حوزه ارتباطی «تولید اطلاعات رمزنگاری شده» است که در حوزه‌های حساس اطلاعاتی کاربرد دارد.
در دنیا در حوزه‌های موشکی، هوا فضا و مواردی دیگر از این موضوع استفاده می‌شود و جنبه عمومی ندارد. به‌عنوان نمونه اگر بخواهید اطلاعات حساسی را از فاصله دور به جایی منتقل کنید و هیچ عامل ثالثی متوجه آن نشود، از این قابلیت علمی استفاده می‌کنیم. درواقع در حوزه ارتباطی، شنود اطلاعات غیرممکن می‌شود.
در حوزه دفاعی و موشکی نیز کاربرد حساسی که می‌توان از آن بهره گرفت، در تولید موشک‌های نقطه‌زن و برای اصابت به اهداف بسیار دقیق و کاربردی است. به‌عنوان نمونه اگر بخواهیم نقطه بسیار حساس و دقیقی را در فاصله مشخصی بدون کوچکترین خطا هدف قرار دهیم، فوتون را به نقطه هدف منتقل و موشک را پرتاب می‌کنیم. به‌دلیل اینکه موشک با فوتون ارتباط دارد دقیقاً و بدون ذره‌ای خطا به نقطه هدف اصابت می‌کند.
* کارشناس مسائل فیزیک هسته‌ای
نظر شما