افتتاح أول محطة اتصالات ضوئية كمومية في المنطقة العربية بدولة الإمارات

انضمت الإمارات العربية المتحدة إلى قائمة الدول التي لديها محطة اتصالات ضوئية كمومية، حيث افتتح معهد الابتكار التكنولوجي بمدينة أبوظبي المحطة الأرضية الكمومية الضوئية في مرصد السديم الفلكي، والتي تعتبر الأولى من نوعها في المنطقة العربية، بغرض تطوير الاتصالات الضوئية الآمنة بالأقمار الصناعية ودمج أبوظبي في الشبكة العالمية لطاقة الكم.

أول محطة اتصالات ضوئية كمومية في المنطقة العربية

أسفر الكثير من الأبحاث عن تقدم في شكل النقل البصري الطويل المدى للبيانات بين الأقمار الصناعية وأجهزة الاستقبال الأرضية، ومع ذلك فإن الحفاظ على هذه الاتصالات آمنة ومحمية من الاختراق والتنصت يتطلب ثورة جديدة، وهو ما يتمثل في محطات الاتصال الكمومية، مثل المحطة الأرضية الضوئية الكمومية في أبوظبي (ADQOGS) التي افتُتحت مؤخراً.

وتعتبر هذه المحطة الأولى من نوعها في المنطقة العربية بمساحة تبلغ 2,363 متراً مربعاً وتلسكوب تتبع قطره 800 مم وغرفة تحكم للإشراف التشغيلي. وتجسد المحطة الجديدة قمة التكنولوجيا الكمومية وفقاً لراي جونسون (Ray Johnson) الرئيس التنفيذي لمعهد الابتكار التكنولوجي (TII) الذي يعمل في مجالات الذكاء الاصطناعي، والحوسبة الكمومية والروبوتات المستقلة والتشفير .

فقد صرّح في حفل افتتاح المحطة: "أنا فخور بأننا نعمل بنشاط على تشكيل مستقبل النقل الآمن للبيانات على نطاق عالمي، كما تعمل المحطة مركزاً للتميز في التدريب، ما يساعد على رعاية قطاع تكنولوجيا الكم الناشئة في دولة الإمارات العربية المتحدة".

وعلى الرغم من أن المحطة الأرضية الضوئية الكمومية في أبوظبي حالياً في مرحلة الاختبار، فإنه وفقاً للمدير الأول في مركز أبحاث الكم في معهد الترجمة جيمس غريف (James Grieve)، تعتبر متقدمة على الساحة الدولية، حيث ذكر أنها تقنية متقدمة للغاية، وأوضح قائلاً: "بمجرد تشغيلها ستكون هذه عقدة في شبكة توزيع رئيسية عالمية"، في إشارة إلى الجهود الدولية التي تبذلها مختلف الحكومات والشركات لإنشاء معيار للاتصالات البصرية الآمنة في الفضاء الحر.

وأضاف أيضاً: "هذه المحطة ستربط مدينة أبوظبي بشبكة عالمية قيد الإنشاء حالياً، حيث لا يوجد سوى نحو 7 دول أخرى في العالم تعمل على هذه التكنولوجيا بالفعل، وقد تمتلك 10 دول هذه القدرة ونحن اليوم ننضم إلى مجموعة النخبة هذه".

يذكر أن محطة أبوظبي الأرضية الضوئية الكمومية تقع في مرصد السديم الفلكي (Al Sadeem Observatory) وتعتبر أكبر محطة أرضية بصرية كمومية في المنطقة العربية من أجل الاتصالات العالمية الفائقة الأمان، وتتكون من تلسكوب متخصص على الأرض يتواصل مع الأقمار الصناعية باستخدام جسيمات الضوء لنقل البيانات بشكلٍ آمن للغاية، ومن المتوقع أن تخدم في نهاية المطاف تحقيق اتصالات البيانات الضوئية ذات معدل البيانات المرتفع.

افتتح معهد الابتكار التكنولوجي، محطة أبوظبي الأرضية الكمومية الضوئية في مرصد السديم الفلكي، الأولى من نوعها بدولة الإمارات، لتطوير الاتصالات الضوئية الآمنة بالفضاء، ودمج أبوظبي في الشبكة العالمية لطاقة الكم.

سعداء في وكالة الإمارات للفضاء، بدعم هذه المبادرة، ونتطلع إلى نتائج… pic.twitter.com/TSc8HEze0x

— وكالة الإمارات للفضاء (@uaespaceagency) March 8, 2024

لماذا ازداد الاهتمام بإنشاء محطات الاتصالات الضوئية الكمومية؟

يستخدم الاتصال الكمومي مبادئ ميكانيكا الكم لنقل واستقبال المعلومات بشكلٍ آمن، وعلى عكس تقنيات التشفير التقليدية التي تعتمد على خوارزميات رياضية معقدة، يستخدم الاتصال الكمومي الخصائص الفريدة للجسيمات الكمومية لضمان سرية وسلامة نقل البيانات، وواحدة من أبرز ميزات الاتصالات الكمومية هي قدرتها على تحقيق تبادل آمن للمعلومات عبر مسافات طويلة من خلال الاستفادة من ظاهرة التشابك الكمومي (Quantum Entanglement) التي تنبه كلاً من المرسل والمستقبل عند حدوث أي تغيير في البيانات المتبادلة بينها.

ويُعدُّ الاتصال الضوئي الكمومي تقنية ثورية لها القدرة على إحداث تحول في أمن الاتصالات وقدراتها، فمع ازدياد البيانات التي تُجمع من الأقمار الصناعية والتي تُقدر بالآلاف الموجودة في المدار، فإن الحاجة إلى إرسالها بشكلٍ آمن أصبحت ضرورية للغاية، ومن ثَمَّ فإن الاهتمام بإنشاء محطات الاتصالات الضوئية الكمومية آخذ في الازدياد، لما تَعِد به من مزايا كبيرة مقارنة بطرق الاتصال التقليدية بما في ذلك:

التشفير المتقدم: يستغل الاتصال الكمومي الخصائص الفريدة لجسيمات الضوء (الفوتونات) لإنشاء تشفير غير قابل للكسر، ومن ثَمَّ فإن أي محاولة للتنصت على الاتصال من شأنها أن تسبب اضطراب الحالة الكمومية للفوتونات وتنبه المرسل والمستقبل.

نطاق ترددي فائق: يتمتّع الاتصال الكمومي بالقدرة على التعامل مع كميات أكبر بكثير من البيانات مقارنة بالطرق التقليدية، ويرجع ذلك إلى القدرة على تشفير المعلومات في خصائص متعددة للفوتونات في وقتٍ واحد.

سرعة الاتصالات: تعتمد أنظمة الاتصالات التقليدية على نقل الموجات الكهرومغناطيسية، والتي يمكن أن تسبب تأخيرات وفقدان الإشارة، في المقابل يستخدم الاتصال الفضائي التشابك الكمومي لنقل المعلومات على الفور بغض النظر عن المسافة بين المرسل والمتلقي.

فوائد المحطة الأرضية الضوئية الكمومية في أبوظبي

يمكن أن تساعد المحطة الجديدة عند تشغيلها بشكلٍ رسمي على تعزيز الفرص الاقتصادية في أبوظبي، مع التركيز بشكلٍ أكبر على اتصالات البيانات الآمنة في قطاع التمويل والاتصالات، حيث ينطوي دمج التكنولوجيا الكمومية في الاتصالات الفضائية على إمكانات هائلة لمستقبل استكشاف الفضاء وعمليات الأقمار الصناعية، وتتضمن بعض الفوائد الرئيسية ما يلي:

يمكن أن تُتيح الاتصالات الكمومية اتصالاً آمناً وعالي السرعة في الوقت الفعلي بين المسابر الفضائية والأقمار الصناعية والمحطات الأرضية.
يمكن للبعثات الفضائية المستقبلية الاستفادة من أجهزة الاستشعار الكمومية لتعزيز قدرات الملاحة والتصوير والبحث العلمي.
قد تُطلق أجهزة الكمبيوتر الكمومية في الفضاء قوة حاسوبية هائلة، ما يُتيح عمليات المحاكاة المعقدة ومشكلات التحسين وتحليل البيانات.

تستعد التكنولوجيا الكمومية لكسر الحواجز التي أعاقت منذ فترة طويلة الاتصالات الفضائية الفعّالة، حيث إن قدرتها على توفير نقل بيانات آمن وعالي السرعة وفي الوقت الفعلي تفتح آفاقاً جديدة لاستكشاف الفضاء وعمليات الأقمار الصناعية وبعثات الفضاء العميق. ومع استمرار تقدم التكنولوجيا الكمومية، من المتوقع أن نشهد حقبة جديدة من الاتصالات السلسة وغير المحدودة في الامتداد الشاسع للفضاء.